2024年高考物理实验探究题专项训练：抛体运动

2024年高考物理实验探究题专项训练：抛体运动 1．某同学通过如图1所示实验装置探究平抛运动的特点。 (1)关于该实验，下列说法正确的是______（填字母）。 A．小球和斜槽之间有摩擦会增大实验误差 B．每次必须等距离下降挡板，记录小球的位置 C．每次小球需从斜槽同一位置由静止释放 D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点 (2)平抛轨迹的起始点坐标，可按下述方法处理：如图2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，以A点为坐标原点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系，测得AB和BC的竖直间距分别是和，已知当地重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度为 ，抛出点的横坐标为 ，抛出点的纵坐标为 。（用，，，g表示） 2．物理兴趣小组的同学用图（a）所示的装置探究平抛运动的规律并计算平抛初速度的大小。 (1)关于实验注意事项，下列说法正确的是________。（填正确答案标号） A．每次小球释放的初始位置可以任意选择 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端必须保持水平 D．挡板的竖直位置必须等间距变化 (2)甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以斜槽末端端口位置作为坐标原点，重垂线与轴重合，建立平面直角坐标系，如图（b）所示。甲同学认为仅测量图（b）中A点的坐标值，可以求得小球做平抛运动的初速度大小。乙同学指出此方法中由于小球尺寸不可忽略，将导致小球在A点纵坐标测量值偏小，进而使初速度的测量值比真实值 （填“偏小”或“偏大”）。 (3)乙同学提出改进方案，若准确测出图（b）中A点、B点的横坐标分别为、，A点、B点的纵坐标之差为，重力加速度大小为，忽略空气阻力的影响，可准确求得平抛运动的初速度大小 （用含字母、的式子表示）。 3．用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在坚直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。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，建立以水平方向为轴、坚直方向为轴的坐标系。 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；在确定轴时需要轴与重锤线平行。 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2所示，在轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，测得和的坚直间距分别是和，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 （已知当地重力加速度为，结果用上述字母表示）。 4．某同学设计了一个“测定平抛运动初速度”的家庭实验装置，如图所示。在水平桌面上固定一个斜面，把桌子搬到墙的附近，将白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上。每次改变墙壁和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。 (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是______。 A．实验时应保持桌面水平 B．每次应使钢球从同一位置由静止释放 C．使斜面的底边ab与桌边重合 (2)在钢球离开桌面的位置固定一点光源，小球离开桌边打到墙壁的运动过程中，钢球在墙面上的影子的运动应是（    ） A．自由落体运动 B．变加速直线运动 C．匀速直线运动 (3)实验小组每次将桌子向远离墙的方向平移0.2m，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0cm、25.0cm、35.0cm。重力加速度g=10m/s2，钢球平抛的初速度为 m/s。（结果保留两位有效数字） 5．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛 。 （2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则小球平抛的初速度为 。（g取） （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图丙，则该球做平抛运动的初速度为 ，B点的竖直分速度为 。（g取） 6．某物理兴趣小组用如图所示的装置探究绳连接两个物体的速度关系。滑轮间距为2d左右两个物体的质量均为m，中间物体的质量为M且，初始系统在外力作用下静止且