第四章 实验5 探究平抛运动的特点（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

实验5　探究平抛运动的特点 1. “探究平抛运动的特点”的实验中，某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹如图所示，O为平抛的起点，在轨迹上任取两个点A和B，测得A、B两点竖直坐标分别为y1＝5.0 cm，y2＝20.0 cm，A、B两点水平间距Δx＝20 cm，g取10 m/s2，则平抛小球的初速度为________ m/s，小球在B点的速度为________ m/s.(结果均保留2位有效数字) 答案：2.0　2.8 解析：由y2＝gt得t2＝＝ s＝0.2 s，由y1＝gt得t1＝＝ s＝0.1 s，所以小球平抛运动的初速度v0＝＝ m/s＝2.0 m/s；则B点竖直方向的分速度为vBy＝gt2＝10×0.2 m/s＝2.0 m/s，所以B点速度为vB＝＝2 m/s≈2.8 m/s. 2．(2021·全国乙卷)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为1 cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出． 图(a) 图(b) 完成下列填空(结果均保留2位有效数字)： (1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________ m/s，竖直分量大小为________ m/s； (2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________ m/s2. 答案：(1)1.0　2.0　(2)9.7 解析：(1)因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为v0＝＝ m/s＝1.0 m/s；竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得vy＝ m/s＝2.0 m/s. (2)由竖直方向的自由落体运动可得 g＝，代入数据可得g＝9.7 m/s2. 3．在“探究平抛运动的特点”实验中， (1)图1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________． 图1 A．球心　　　　 B．球的上端 C．球的下端 在此实验中，下列说法正确的是__________(多选). A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．y轴的方向根据重垂线确定 (2)图2是利用图1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出现的问题是________． 图2 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 (3)图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是________． 答案：(1)B, BD　(2)C　(3)B 解析：(1)小球平抛轨迹标注小球最高点，所以选B.实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，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，所以选项A错误；记录点适当多一些，舍去偏差较大的点，能够保证描点平滑，选项B正确，C错误；y轴必须是竖直方向，即用重垂线确定，选项D正确． (2)由图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动，选项C正确． (3)插入瓶中的另一根吸管使得细管上端压强恒定，目的就是为了保证水流流速不受瓶内水面下降的影响而减小，能保证下降到该细管上端前的一段时间内，能够得到稳定的细水柱，所以选B. 4．(2019·北京卷)用如图甲所示装置进行“探究平抛运动的特点”的实验．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上．钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点． 甲 (1)下列实验条件必须满足的有________． A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 (2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系． a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重垂线平行． b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则________(选填“大于”“等于”或者“小于”).可求得钢球平抛的初速度大小为________(已知当地重力加