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3 探究平抛运动的特点
课时作业·巩固提升
1.在“探究平抛运动的特点”实验中:
(1)如图甲是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的 。
A.球心
B.球的上端
C.球的下端
(2)在此实验中,下列操作不必要的是 。
A.斜槽轨道必须光滑
B.记录的点应适当多一些
C.用平滑曲线把记录点连接起来
D.轴的方向根据重垂线确定
(3)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作中的错误是 。
A.释放小球时初速度不为0
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
解析:(1)因为用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点,所以坐标原点应选小球在斜槽末端时小球的最高点,故选项B正确,A、C错误。
(2)实验过程中,斜槽不一定光滑,只要能够保证从同一位置由静止释放,即使轨道粗糙,摩擦力做功是相同的,离开斜槽末端的速度就是一样的,故选项A是不必要的;记录点适当多一些,能够保证描点后的连线平滑,用平滑曲线连接,偏离较远的点应舍去,故选项B、C是必要的;y轴必须是竖直方向,即用重垂线,故选项D是必要的。
(3)由题图乙可知斜槽末端不水平,才会造成斜抛运动,故选C。
答案:(1)B (2)A (3)C
2.试根据平抛运动原理设计一个测量弹射器弹丸出射初速度的实验。提供的实验器材有:弹射器(含弹丸)、铁架台(带有夹具)、米尺。
(1)在图上画出实验示意图。
(2)在安装弹射器时应注意: 。
(3)写出实验中需要测量的量,并在示意图中用字母标出: 。
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是 。
(5)计算公式为v= 。
解析:(1)如图所示。
(2)安装时要注意弹射器应固定,且弹射器发射方向保持水平。
(3)实验中需测量弹丸射出的水平距离x和弹射器与水平地面的高度差h。
(4)在弹射器高度不变的情况下多次实验,取x1,x2,…,xn的平均值x作为实验数据。
(5)v==x。
答案:见解析
3.在做“探究平抛运动的特点”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度,实验装置如图甲所示。
(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查斜槽末端是否水平,请简述你的检查方法: 。
(2)关于这个实验,以下说法正确的是 。(多选)
A.小球释放的初始位置越高越好
B.每次小球要从同一高度由静止释放
C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点,测量得到A、B、C三点间竖直距离h1=10.
20 cm,h2=20.20 cm,A、B、C三点间水平距离x1=x2=12.40 cm,g取
10 m/s2,则小球平抛运动的初速度大小为 m/s。
解析:(1)将小球放在槽的末端,看小球能否静止。
(2)小球释放的初始位置并非越高越好,位置越高,小球做平抛运动的初速度越大,实验难度越大,故A错误;为了保证小球每次做平抛运动的轨迹相同,平抛的初速度必须相同,小球要从同一高度由静止释放,故B正确;小球在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,所以用重垂线检查坐标纸的竖线是否竖直,故C正确;为了避免小球碰触木板而受到摩擦力,要求小球靠近但不能触碰木板,故D正确。
(3)小球在竖直方向做匀变速直线运动,相邻的相等时间内的位移差Δh=gT2,代入数据解得T=0.1 s,小球在水平方向做匀速直线运动,初速度v0==1.24 m/s。
答案:(1)见解析 (2)BCD (3)1.24
4.一小球在某未知星球上做平抛运动,现对小球在有坐标纸的背景屏前采用频闪数码照相机连续拍摄,然后对照片进行合成,如图所示。A、B、C为连续三次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片如图所示,已知该照片的实际背景屏方格的边长均为4 cm,不计空气阻力,则由以上及图中信息可推知:
(1)小球平抛的初速度大小是 m/s。
(2)该星球表面的重力加速度为 m/s2。
(3)小球在B点时的速度大小是 m/s。
(4)若取A为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,建立直角坐标系,则小球做平抛运动的初位置坐标为:x= cm, y= cm。
解析:(1)水平方向小球做匀速直线运动,因此小球平抛运动的初速度为v0== m/s=1.6 m/s。
(2)在竖直方向上