课时梯级训练(4)第五章 第3节 实验：探究平抛运动的特点（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

课时梯级训练(4)　实验：探究平抛运动的特点 1．在研究平抛运动实验中，某同学只在竖直面板上记下了重垂线y的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示，现在曲线上取A、B两点量出它们到y轴的距离，AA′＝x1、BB′＝x2，以及AB的竖直距离h，用这些数据可以求得小球平抛时的初速度为(　　) A． B． C． D． A　解析：对A点x1＝v0t1、y＝gt12，对B点x2＝v0t2、y＋h＝gt22，联立可得v0＝，A正确。 2．(2022·山东菏泽高一期末)两个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点” 的实验： 　 (1)甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动的物体_______________________。 (2)乙同学采用如图乙所示的装置，两个末端都水平的相同弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板接触，两轨道上端分别装有电磁铁C、D(均可视为质点)；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0__________。 (3)现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使它们同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到在E处P球击中Q球，改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到P球击中Q球的现象，这说明平抛运动的物体____________。 答案：(1)在竖直方向上做自由落体运动　(2)相等　(3)在水平方向上做匀速直线运动 解析：(1)在同一高度，同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。 (2)竖直高度差一样，都从静止滚下，小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。 (3)两小球以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到P球击中Q球。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明P球在水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 3．某同学利用图甲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乙所示(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5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出。 　 完成下列填空：(均保留2位有效数字) (1)小球运动到图乙中位置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)根据图乙中数据可得，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 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。 4．(2022·广东惠州高一月考)高中学生小明在家里用弟弟搭建城堡的泡沫积木设计并完成了一个研究平抛运动的性质的实验。实验方案的步骤如下： a．用4块完全相同的长方形和1块三角形的泡沫砖搭建一个“高台”如图1所示； b．让一块圆柱形积木P从三角形顶端释放，积木P加速后从“高台”边缘飞出，落在事先铺在水平地面上的复写纸和白纸上，并在白纸背面留下落点的痕迹； c．去掉一块长方形泡沫砖，注意保持白纸和高台边缘的位置不变，重复步骤b； d．重复步骤c，直至长方形砖块数量减至只剩一块； e．用卷尺对纸上所记录的四次实验落点的间距进行测量； f．分析数据，得出结论。 (1)图1给出了两种搭建“高台”的方式，符合本实验要求的方式是____(填“甲”或“乙”)，简要说明原因：_______________________________________________。 在进行步骤c时，除了应注意保持白纸和“高台”的相对位置不变，还应保证每次都将圆柱形积木P______________________________________________。 (2)图2为记录了四次实验落点的白纸。分析落点的间距x1、x2、x3的大小可知：标记“4”的落点对应于积木P从______(填数字)块长方形泡沫砖组成的高台上平抛下落。小明根据测量结果的比例关系，证明了平抛运动符合水平方向匀速、竖直方向匀加速的特