实验特训5 探究平抛运动的特点-【抢先一步】2023-2024学年新高考物理一轮新题型综合特训（上海专用）

实验特训5 探究平抛运动的特点（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 实验题 材料一： 1．图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。    （1）关于实验条件的说法，正确的有 。 A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末段N端必须水平 C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明 。 A．两小球落地速度的大小相同 B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动 D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 （3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一位置平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球经过b位置时速度的大小为 m/s，若以a点为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，则抛出点的坐标为 （结果以cm为单位）。 【答案】 BC/CB D 2.5 （，） 【详解】（1）[1]A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故不必必须光滑，A错误； B．为了保证小球离开斜槽末端时的速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，B正确； CD．这个实验只验证竖直自由落体，水平无影响，不需要每次水平初速度相同，可以在不同位置释放，C正确，D错误。 故选BC。 （2）[2]该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同。 故选D。 （3）[3]小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得 代入数据，解得 水平方向的速度为 P小球经过b位置时，根据匀变速直线运动的推论，即中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得竖直分速度为 则合速度大小为 [4]小球运动到b点的时间为 小球运动到b点时，竖直方向的位移为 解得 小球运动到b时，水平方向的位移为 解得 若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为。 材料二： 2．某同学设计如图的实验装置验证向心力公式和平抛运动水平分运动为匀速运动。将四分之一圆弧固定在桌面上，圆弧底下安装一个压力传感器，光电门固定在底端正上方。实验步骤如下：    （1）让小球静止在圆弧底端，静止时，传感器示数为F0； （2）让小球从圆弧某一位置静止释放，记录通过光电门的时间t，压力传感器示数F和落点与圆弧底端的水平位移x； （3）改变释放位置，重复（2）的步骤。 请回答以下问题： ①为完成实验，关于实验装置及相关测量，下列说法正确的是( ) A．圆弧要保持光滑        B．小球要选择体积小，密度大的 C．要测量小球到地面的竖直高度    D．要测量小球的质量 ②用游标卡纸测量小球直径，如图所示，则小球直径为 mm；    ③以 （填“F”或“F-F0”）为纵轴，为横轴做图像，若图像 ，则说明向心力大小与小球速度平方成正比； ④做x-y图，若图像成正比，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动，其中y应该为 （填“t”、“”或“”）； ⑤甲乙两位同学以不同的桌面高度进行实验，得到图甲和图乙，其中甲同学实验时的桌面高度比乙同学的 （填“高”或“低”）。    【答案】 BD/DB 6.70 F-F0 是一条过原点的直线 高 【详解】（3）[1] A．圆弧没必要保持光滑，从不同高度下滑，小球经过光电门的速度不同，速度根据小球直径和光电门测量的挡光时间测出。A错误； B．小球要选择体积小，密度大的，减小阻力的影响；B正确； C．没有必要测量小球到地面的竖直高度，只要保证竖直高度相同，平抛运动的时间相同，只需证明水平位移和水平速度成正比即可证明平抛运动的水平方向分运动为匀速运动。C错误； D．小球在最低点 要验证向心力公式，需要测量小球的质量。D正确。 故选BD。 [2]小球的直径 [3] [4] 小球经过光电门的速度 小球在最低点 以F-F0为纵轴，为横轴做图像，若图像是一条过原点的直线，，则说明向心力大小与小球速度平方成正比； [5]设桌面高度为，则 得平抛运动时间 水平位移 做x-y图，若图像成正比，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动，其中y应该为 。 [6]