2024届高考物理一轮复习练习：实验：探究平抛运动的特点和探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

实验：探究平抛运动的特点和探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系练习 实验题 1．在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验的简要步骤如下： A．让小球多次由静止从斜槽上的________(选填“同一”或“不同”)位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置． B．按图甲安装好器材，注意调整斜槽末端沿________方向，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线． C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹． (1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上； (2)上述实验步骤A、B、C的合理顺序是________； (3)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙中的运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则小球平抛的初速度为________ m/s.(g＝10 m/s2，计算结果保留一位有效数字) 2．某同学用图甲和图乙两个装置来探究平抛运动特点． (1)该同学用如图甲所示的装置来探究平抛运动竖直分运动的特点．实验时用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，A、B两球同时开始运动．下列说法中正确的是________． A．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响 B．改变小锤击打的力度，可以改变A球在空中的运动时间 C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点 (2)为继续探究平抛运动水平分运动的特点，该同学用如图乙所示装置研究平抛运动．在下面的步骤中填入正确的操作． ①按图乙安装好器材，注意斜槽末端________，确定斜槽末端钢球球心O为坐标原点，利用________确定竖直线． ②让钢球沿斜槽轨道滚下后从末端飞出，落在水平挡板上．由于挡板靠近木板一侧较低，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，让钢球多次从________位置上滚下，白纸上将留下一系列痕迹点． ③取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹，如图丙所示． (3)在轨迹上取A、B、C三点，根据竖直方向分运动的特点，若OA1∶OB1∶OC1＝________，表示相邻两点之间对应的时间间隔相同．在此基础上，满足_______ _________条件时，可说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动． 3．用如图甲所示的装置研究平抛运动．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． (1)下列实验条件必须满足的有________． A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末端水平 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． ①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“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“不需要”)y轴与重垂线平行． ②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“小于”)．可求得钢球平抛的初速度大小为____________(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)． (3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________． A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C．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，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 4．某同学设计了一个探究平抛运动的实验．实验装置示意图如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′、…)，相邻插槽间距均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示． (1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了________． (2)每次将