实验五 研究平抛运动（正文）-2021高考物理【衡中学案】1轮总复习（全国版）

线轨道下滑,由动能 定 理 可 知 物 体 到 达 底 端 的 速 度 大 小 满 足 mgh = 1 2 mv2D ,解得 vD = 5 m / s,则物块即将落地时的水平分速度 vDx = vD cos θ = 5 × 2 29 m / s = 10 29 m / s。 b. 滑块做自由落体运动时,竖直方向加速度为 g;沿抛物线轨道下滑时, 竖直方向受重力和竖直向上的轨道的支持力的分力,则竖直方向的加 速度小于 g,根据 h = 1 2 at2 可知,小物块沿轨道无初速度下滑到底端的 时间大于从 B 点自由落体运动的落地时间。 实验五　 研究平抛运动 核心考点重点突破 　 　 典例试做 1:(1)A　 (2)0. 10　 2. 0 解析:本题考查研究平抛物体的运动实验的器材选择和数据处理。 (1)本实验需要使小球从斜槽飞出后做平抛运动,不需要测量小球的 质量、重力及小球运动的时间,所以不需要的器材是天平、弹簧测力计和秒 表,需要的是斜槽,A 正确。 (2)由图知 ab、bc 的水平距离相等,则小球从 a 点运动到 b 点所用的时 间等于小球从 b 点运动到 c 点所用的时间,由 hbc - hab = gt 2 解得小球从 a 点运动到 b 点所用的时间 t = hbc - hab g = 0. 20 - 0. 10 10 s = 0. 10 s。 小球 平抛的初速度大小为 v = xab t = 0. 20 0. 10 m / s = 2. 0 m / s。 典例试做 2:(1)x g y2 - 2y1 　 (2)1. 6 m / s 解析:(1)平抛物体水平方向匀速运动可以知道:A 到 B 和 B 到 C 的时 间相同,设为 T,因此根据匀变速直线运动规律有: Δh = (y2 - y1 ) - y1 = gT 2 水平方向匀速运动,故有: v0 = x T 解得:v0 = x g y2 - 2y1 。 (2)根据题意代入数据可得: v0 = x g y2 - 2y1 ≈1. 6 m / s。 2 年高考模拟训练 1. (1)BD　 (2)a. 球心　 需要　 b. 大于　 x g y2 - y1 　 (3)AB　 (4) B　 (5)物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看作恒力———重力,做 平抛运动,例如上面(4)中的从同一炮台水平发射的炮弹做平抛运动;随 着物体初速度增大,运动范围变大,引力不能再看作恒力;当物体初速度 达到第一宇宙速度时,做圆周运动而成为地球卫星。 解析:(1) 实验中没必要要求斜槽轨道光滑,因为本实验是研究平抛运 动,只需要每次实验都能保证小球做相同的平抛运动,即每次实验都要 保证小球初速度水平且相同,因此选项 A 错误,选项 B、D 正确。 挡板高 度可以不等间距变化,故选项 C 错误。 (2)a. 因为钢球侧面在白纸上挤压出的痕迹点与球心等高,故将钢球静 置于 Q 点,钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点( 平抛运动的起 始点);在确定 y 轴时需要 y 轴与重垂线平行。 b. 由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,竖直方向上相邻相等时 间内的位移之比为 1︰3︰5︰…,故两相邻相等时间内的位移之比越来 越大,因此 y1 y2 大 于 1 3 ;由 y2 - y1 = gT 2 ,x = v0 T, 联 立 两 式 解 得 v0 = x g y2 - y1 。 (3)将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速 度水平抛出,由于铅笔笔尖与笔尾受力不同,铅笔将不能保持始终垂直 于竖直的白纸板运动,而发生倾斜,所以不会在白纸上留下笔尖的平抛 运动轨迹,故 C 错误。 故选 AB。 (4) 从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,可认为做平抛运 动,平抛运动的时间由高度决定,因此不论它们能射多远,在空中飞行的 时间都一样。 这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动, 故选项 B 正确。 (5)物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看作恒力———重力,做 平抛运动,例如上面(4)中的从同一炮台水平发射的炮弹做平抛运动;随 着物体初速度增大,运动范围变大,引力不能再看作恒力;当物体初速度 达到第一宇宙速度时,做圆周运动而成为地球卫星。 2. (1)0. 5　 (2)1. 57　 (3)m / s2 　 9. 72 解析:本题考查图象分析研究平抛物体的运动。 (1)小球做平抛运动,则水平方向做匀速直线运动,有 x = v0 t,根据作出 的 x - t 图象,可知小球平抛运动的水平初速度大小为 v0 = x t =0.15 0.30 m/ s = 0. 5 m / s。 (2)小球的竖直分运动为自由落体运动,根据中间时刻瞬时速度等于该 段时间内的平均速度,结合