【導(dǎo)學(xué)案】2021年高中物理人教版必修二教師用書-5.3-實驗：研究平拋運動-配套練習(xí)

1.在“爭辯平拋運動”的試驗中,為減小空氣阻力對小球的影響,選擇小球時應(yīng)選擇()。A.實心小鐵球B.空心鐵球C.實心小木球 D.以上三種球都可以【解析】質(zhì)量大而體積小的金屬球受空氣阻力的影響相對較小?！敬鸢浮緼2.在安裝“爭辯平拋物體的運動”試驗的裝置的過程中,斜槽末端的切線必需是水平的,這樣做的目的是()。A.保證小球飛出時,速度既不太大,也不太小B.保證小球飛出時,初速度水平C.保證小球在空中運動的時間每次都相等D.保證小球運動的軌跡是一條拋物線【解析】斜槽末端切線必需水平是為了確保初速度水平,以滿足平拋運動的條件?！敬鸢浮緽3.在做“爭辯平拋運動”試驗時,坐標(biāo)紙應(yīng)當(dāng)固定在豎直的木板上。圖中所示坐標(biāo)紙的固定狀況與斜槽末端的關(guān)系正確的是()。【解析】斜槽末端應(yīng)水平,且與坐標(biāo)紙平行,故只有C項符合要求?！敬鸢浮緾4.圖示是某次試驗中用頻閃照相方法拍攝的小球(可視為質(zhì)點)做平拋運動的閃光照片。假如圖中每個方格的邊長l表示的實際距離和閃光頻率f均為已知量,那么在小球的質(zhì)量m、平拋的初速度大小v0、小球通過P點時的速度大小v和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎礸這四個未知量中,利用上述已知量和圖中信息()。A.可以計算出m、v0和v B.可以計算出v、v0和gC.只能計算出v0和v D.只能計算出v0和g【解析】豎直方向:據(jù)Δy=5l-3l=gT2可求出g。水平方向:v0==,P點豎直方向分速度vy==,故P點速度大小v=。無法求出小球質(zhì)量【答案】B5.在探究平拋運動的規(guī)律時,可以選用下列各種裝置圖,以下操作合理的是()。A.選用裝置圖1爭辯平拋物體豎直分運動,應(yīng)當(dāng)用眼睛看A、B兩球是否同時落地B.選用裝置圖2要獲得穩(wěn)定的細水柱所顯示的平拋軌跡,豎直管上端A肯定要低于水面C.選用裝置圖3要獲得鋼球的平拋軌跡,每次不肯定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球D.除上述裝置外,也能用數(shù)碼照相機拍攝鋼球做平拋運動時每秒15幀的錄像來獲得平拋軌跡【解析】小球下落的速度快,落地是瞬間完成的,眼睛的辨別率低,不能推斷出小球落地的先后挨次,應(yīng)聽聲音,選項A錯誤;隨瓶內(nèi)液體高度的下降,液體產(chǎn)生的壓強與瓶內(nèi)氣體產(chǎn)生的壓強之和小于外界大氣壓強時,外界氣體在大氣壓作用下就進入瓶內(nèi),使瓶口處液體內(nèi)壓強總是保持基本與大氣壓強相等,這樣細水柱可以勻速流出,平拋運動的初速度不變,選項B正確;只有每次從同一高度釋放鋼球,鋼球才具有相同的初速度,選項C錯誤;獲得了每秒15幀的錄像就等同于做平拋運動試驗時用描跡法得到的運動軌跡,同樣可以探究平拋運動的規(guī)律,選項D正確?！敬鸢浮緽D6.為了爭辯平拋運動在豎直方向或者水平方向上的運動規(guī)律,試驗者在水平勻速飛行的航模飛機上每隔相等的時間間隔落下一個小球。假如不計空氣阻力,則下列說法中正確的是()。A.該飛機和這些小球在空中的連線是豎直直線,說明平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動B.該飛機和這些小球在空中的連線是傾斜直線,說明平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動C.該飛機和這些小球在空中的連線是豎直直線,說明平拋運動豎直方向上的分運動是自由落體運動D.該飛機和這些小球在空中的連線是拋物線,說明平拋運動是勻加速曲線運動【解析】小球脫離飛機后,由于慣性而做平拋運動,水平方向與飛機的速度相同,所以各小球都應(yīng)在飛機的正下方,故選項A正確?！敬鸢浮緼7.利用頻閃照相可以精確地爭辯平拋運動。圖示是用頻閃照相方法拍攝的照片。圖中A、B、C為3個同時由同一點動身的小球。AA'為A球在光滑水平面上以速度v運動的軌跡;BB'為B球以速度v被水平拋出后的運動軌跡;CC'為C球自由下落的運動軌跡。通過分析上述3條軌跡可得出的結(jié)論是。【解析】依據(jù)題圖可知,在相同的時間內(nèi),B球的水平位移與A球的水平位移相同,故可推斷B球在水平方向上做與A球相同的勻速直線運動;在相同的時間內(nèi),B球的豎直位移皆與C球的豎直位移相同,故可推斷B球在豎直方向上做與C球相同的自由落體運動?！敬鸢浮緽球做平拋運動,其水平方向為勻速直線運動,豎直方向為自由落體運動8.圖示是測量子彈離開槍口時速度的裝置,子彈從槍口水平射出,在飛行途中穿過兩塊豎直平行放置的薄板P、Q,穿過薄板前后的速度不變,兩板相距為L,P板距槍口為s。測出子彈穿過兩薄板時留下的C、D兩孔間的高度差為h,不計空氣及薄板阻力,依據(jù)以上給出的數(shù)據(jù),求出子彈離開槍口時的速度v0=。【解析】設(shè)子彈從槍口O到C所用時間為t1,從O到D所用時間為t2,子彈的初速度為v0,則s=v0t1s+L=v0t2,h=g(-)聯(lián)立以上三式得v0=?！敬鸢浮?.(1)用描跡法探究平拋運動的規(guī)律時,應(yīng)選用下列器材中的()。A.鐵架臺、方木板、斜槽、小球、秒表、米尺、三角尺、重垂線、細線、白紙、圖釘和帶孔卡片B.鐵架臺、方木板、斜槽、小球、天平、秒表、米尺、三角尺、重垂線、細線、白紙、圖釘和帶孔卡片C.鐵架臺、方木板、斜槽、小球、千分尺、秒表、米尺、三角尺、重垂線、細線、白紙、圖釘和帶孔卡片D.鐵架臺、方木板、斜槽、小球、米尺、三角尺、重垂線、細線、白紙、圖釘和帶孔卡片(2)某同學(xué)在做“爭辯平拋運動”的試驗中,遺遺忘下小球做平拋運動時的起點位置,O為物體運動一段時間后的位置,取為坐標(biāo)原點,平拋的軌跡如圖所示,依據(jù)軌跡的坐標(biāo)求出物體做平拋運動的初速度v0=m/s。(取g=10m/s2)【解析】(1)爭辯平拋運動的規(guī)律的試驗中,不需要測時間、不需要測小球的質(zhì)量和直徑,故選項D正確。(2)小球在豎直方向做自由落體運動,在任意連續(xù)的相等時間內(nèi)的位移差相等,即Δh=gt2;在水平方向上有x=v0t,聯(lián)立以上兩式可求得初速度v0=1.0m【答案】(1)D(2)1.0甲10.在用斜槽做“爭辯平拋運動”試驗中,某同學(xué)在建立直角坐標(biāo)系時,有一處失誤。假設(shè)他在安裝試驗裝置和進行其余的操作時精確?????無誤。(1)觀看圖甲可知,他的失誤之處是。(2)他依據(jù)記錄建立坐標(biāo)系,運用教材中的試驗原理測得的平拋初速度值與其真實值相比(填“偏大”“相等”或“偏小”)。乙【解析】(1)坐標(biāo)系原點應(yīng)建在剛要飛離斜槽槽口的小球重心處,即在槽口正上方r(r為小球半徑)處,而該同學(xué)卻錯誤地將坐標(biāo)原點取在槽口處。(2)如圖乙所示,正確的坐標(biāo)系橫軸應(yīng)建立在x'處,原點應(yīng)在O'處。在軌跡上取點P,其坐標(biāo)值真實值為(x',y'),測量值為(x,y),其中y'>y,x'=x。由于t測=,t真=,所以t測<t真。而v測=,v真=,因此v測>v真?！敬鸢浮?1)錯誤地將坐標(biāo)原點取在槽口處(2)偏大甲11.某同學(xué)做平拋物體運動的試驗時,不慎未定好原點,只畫了豎直線,而且只描出了平拋物體的后一部分軌跡。如圖甲所示,現(xiàn)依此圖加一把刻度尺,則應(yīng)如何計算出平拋物體的初速度v0?乙【解析】為了求出平拋物體的初速度,要畫出三條間距均為Δx且平行于y軸的豎直線,與軌跡分別交于A、B、C三點,如圖乙所示。然后分別過A、B、C三點畫三條水平線,設(shè)A、B兩點間豎直距離為y1,A、C兩點間豎直距離為y2,依據(jù)以上數(shù)據(jù)就可計算出v0。設(shè)t為相鄰兩點的時間間隔,則有Δy=yBC-yAB=gt2即(y2-y1)-y1=gt2又Δx=v0t,即v0=聯(lián)立解得v0=Δx?！敬鸢浮恳娊馕?2.有人想設(shè)計制作一“平拋運動掃描儀”,所用的器材有:已用過的醫(yī)用吊針(整套,如圖甲所示)、豎直木板1塊、厚為0.5cm的光滑小木條、釘子、白紙1張、圖釘4枚、小鋼球1個、圓珠筆筆筒(下面部分)1個、重垂線、直尺甲(1)證明從針頭滴出的水滴的出口速度大小是不變的。(2)請你幫他設(shè)計這一“平拋運動掃描儀”,并寫出試驗方案和步驟?！窘馕觥?1)要證明從針頭出來的全部水滴速度大小不變,只要證明針頭處的壓強在出水過程中是不變的即可。打開塑料管上的開關(guān),待流出一部分水達到穩(wěn)定后,瓶口處的壓強總是等于外界大氣壓強,針頭處A的壓強pA=p0+ρgh,從理論上可以證明水滴從A處噴出來的速率v=,只要瓶中的水未滴完,則h不變,所以v不變。(2)設(shè)計方案和步驟:①將染有紅墨水的水裝入吊瓶中,并將開關(guān)合上;②在豎直放置的木板左端上方水平地釘好小木條(以小鋼球放在其上不左右滾動為準(zhǔn));③將吊瓶用鐵架臺掛在木