课后提升训练(11) 科学探究：平抛运动的特点（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）

课后提升训练(十一) [对应学生用书P150] 1．(2021·金华市方格外国语学校高一月考)在探究平抛运动的规律时，可以选用如下图所示的各种装置，以下说法正确的是(　　) A．选用装置甲研究平抛物体的水平分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地 B．选用装置乙要获得稳定的细水柱显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面 C．选用装置丙要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球 D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹 BD　解析：A．选用装置甲研究平抛物体的竖直分运动，应该听A、B两球是否同时落地(只有一个声音)，A错误； B．选用装置乙要获得稳定的细水柱显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面，这样A与出水管的上端才有恒定的压力差，下面的出水口才有恒定的出水速度，B正确； C．选用装置丙要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，才能使小球每次做平抛运动的初速度相同，C错误； D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹，D正确． 2．(2021·北京丰台区·高一期末)某学校物理兴趣小组用如图所示的装置研究小球的平抛运动． (1)为了描绘小球做平抛运动的轨迹，下面列出的实验操作，正确的是________． A．安装斜槽轨道时，其末端必须水平 B．斜槽轨道必须光滑 C．每次小球应从同一位置由静止滚下 (2)小明同学用一把刻度尺测量小球离开斜槽末端时速度的大小．请写出他需要测量的物理量和用所测物理量表达速度的关系式．______________________________________ ____________________ (1)AC　(2)水平射程x　竖直高度h　v0＝x 解析：(1)[1] A．安装斜槽轨道时，其末端必须水平，保证小球抛出时，速度方向水平，故A正确； BC．每次小球应从轨道上同一位置由静止滚下，以保证获得相同的初速度，斜槽轨道是否光滑不影响结果，故B错误，C正确． (2)[2]他需要测量小球的水平射程x和竖直方向下落的高度h，由h＝gt2，x＝v0t可得v0＝x 3．(2021·河南商丘市·高一期中)(1)在“研究平抛运动”实验中，下面哪些做法可以减小实验误差________； A．使用密度大、体积小的钢球 B．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦 C．实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下 D．使斜槽末端切线保持水平 (2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记了记下小球做平抛运动的起点位置O、A为小球运动一段时间后的位置，根据如图坐标系所示(B点对应的纵坐标为15 cm，C点对应的纵坐标为40 cm)，求出小球做平抛运动的初速度为_______m/s；(保留一位小数，不计空气阻力，g取10 m/s2.) (1)ACD　(2)2.0 解析：(1)[1]A．研究平抛运动时，钢球体积越小，所受空气阻力越小，并且记录小球通过的位置越准确，选项A正确； BC．小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球的初速度不变，与钢球和斜槽间的摩擦无关，选项B错误，C正确； D．实验时必须使斜槽末端的切线水平，以确保小球水平飞出做平抛运动，选项D正确． (2)[2]由题图可知AB、BC间的竖直距离 yAB＝15 cm＝0.15 m yBC＝25 cm＝0.25 m 又因为xAB＝xBC＝0.20 m 所以小球从A运动到B和从B运动到C的时间相同，设此时间为t，据yBC－yAB＝gt2得 t＝ ＝ s＝0.10 s 又因为xAB＝v0t 所以v0＝＝ m/s＝2.0 m/s 4．(2021·四川成都市·树德怀远中学)在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝5 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示． (1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________； A．重垂线　　　　　　　　 B．秒表 C．弹簧测力计 D．天平 (2)实验中，下列说法正确的是________； A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 B．斜槽轨道必须光滑 C．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 D．斜槽轨道末端可以不水平 (3)A到B所用的时间________s，小球平抛的初速度v0＝________m/s，小球在B点的速度大小为________．(g＝10 m/s2，取两位有效数字) (1)A　(2)AC　(3)0.10　1.5　2.5　 解析：(1)[1]在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，不需要小球的质量以及小球运动的时间，所以不需要秒表、天平和测力计． (2)[2]A．为了使小球平抛运动的初速度相同，小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放，故A正确； B．小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，故B错误； C．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，并用一条曲线把所有的点连接起来，故C正确； D．为了保证小球做平抛运动，小球的初速度需水平，即斜槽末端需水平，故D错误； (3)[3]竖直方向上相等时间内的位移之差Δy＝2L，根据Δy＝gT2得相等的时间间隔为 T＝ ＝ s＝0.10 s [4]水平方向匀速运动，则小球平抛运动的初速度为 v0＝＝＝ m/s＝1.5 m/s [5]B点时竖直方向的分速度 vBy＝＝ m/s＝2.0 m/s B点的速度 vB＝＝ m/s＝2.5 m/s 5．(2021·河北石家庄市·高一月考)(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．图甲为研究平抛运动的实验装置现把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一个小铁珠从轨道A射出，并在射出时触发开关S，使电磁铁E断电并释放它吸着的小铁珠，两铁珠同时落到地面．这个实验________． 甲 A．只能说明上述规律中的第①条 B．只能说明上述规律中的第②条 C．不能说明上述规律中的任何一条 D．能同时说明上述两条规律 (2)某同学记录了如图乙所示的平抛运动的部分轨迹，已知小方格的边长为L，当地的重力加速度大小为g，则平抛运动的初速度的大小v0＝_________(用题中给出的物理量符号表示)；当它运动到c点时，速度方向与竖直方向的夹角的正切值为________． 乙 (1)B　(2)2　0.8 解析：(1)[1]电磁铁C上的小铁珠在射出时触发开关S，两小球同时开始运动，电磁铁C上的小铁珠做平抛运动，电磁铁E上的小铁珠做自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动． (2)[2]由图乙可知，a、b、c、d四点水平距离相等，则说明相邻两点间的时间间隔相等，设为T，则有ycd－ybc＝gT2 解得T＝ ＝ 则平抛运动的初速度的大小为v0＝＝2 [3]c点的竖直分速度为vcy＝＝ 则在c点速度方向与竖直方向的夹角的正切值为 tan φ＝＝＝0.8 6．(2021·定远县育才学校高一期末)研究平抛运动的实验装置如图甲所示，实验过程中用频闪照相法来获取小球做平抛运动时不同时刻的位置． (1)某次实验过程中获得连续三个时刻小球的位置如图乙所示，若频闪照相机的频率f＝10 Hz，用刻度尺测得照片上y1＝2.52 cm、y2＝3.48 cm，照片上物体影像的大小与实际物体的实际大小之比为k＝0.1，则当地的重力加速度g＝________(用字母表示)＝________m/s2(计算结果保留至小数点后两位). (2)要测出小球离开斜槽末端的速度，还需要测量的物理量是________，使用的仪器是________． (3)若实验中，斜槽末端切线不水平，则仅从这一因素的影响分析，重力加速度的测量值________填(“偏大”“偏小”或“没有影响”)，小球离开斜槽末端的速度的测量值________(填“偏大”“偏小”或“没有影响”). (1)　9.60　(2)A、B两点间的水平距离　刻度尺　(3)没有影响　偏小 解析：(1)[1][2]由题意可知小球从A到B的时间与从B到C的时间相等，小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据Δy＝gT2以及照片上物体影像的大小与实际物体的实际大小之比，可得＝g 即g＝ 代入数据得g＝9.60 m/s2 (2)[3]要测出小球离开斜楼末端的速度，还需要测量A、B两点间的水平距离x(或B、C两点间的水平距离x，或A、C两点间的水平距离2x)，即v＝＝ [4]需要用到的仪器是刻度尺． (3)[5]无论斜槽末端切线是否水平，小球均做抛体运动，竖直方向的分运动为匀加速直线运动，水平方向的运动不会影响竖直方向的运动，故仅从“斜槽末端切线不水平”这一因素的影响分析，重力加速度的测量值没有影响． [6]若斜槽末端切线不水平，则利用v＝＝计算得到的是小球离开斜槽末端时速度在水平方向的分速度，它与小球离开斜槽末端时的速度相比较，测量值偏小． 7．(2021·广东河源市·高一期末)张明同学利用如图所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验． (1)为准确确定坐标轴，还需要的器材是______． A．弹簧测力计　　　　　　　　 B．铅垂线 C．打点计时器 D．天平 (2)实验过程中，应使小球每次从斜槽上________(选填“相同”或“不同”)的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验________(选填“有”或“没有”)影响． (3)刘娟同学利用频闪照相的方式研究平抛运动，下图是她将照相机对准每小格边长为5.0 cm的坐标纸拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度大小g＝10 m/s2，则照相机两次闪光的时间间隔T＝________s，小球被抛出时的水平速度v0＝________m/s. (1)B　(2)相同　没有　(3)0.1　1.5 解析：(1)[1]在斜槽末端悬挂铅锤线，铅锤线的方向就是y轴的方向，将小球放到斜槽末端，过球心，与y轴垂直的就是x轴，因此为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线． (2)[2] [3]由于要求每次小球的运动轨迹相同，因此每次小球必须从斜槽上同一位置由静止滚下，这样到达斜槽末端时，每次的速度都相同，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验没有影响． (3)[4][5]由于平抛运动水平方向做匀速运动，AB、BC水平距离相等，可知时间间隔相等设为T，在竖直方向上做匀加速运动，根据Δy＝gT2 可得时间间隔 T＝ ＝ s＝0.1 s 水平方向上x＝v0T 可得水平速度v0＝＝ m/s＝1.5 m/s 8．(2021·常州市武进区礼嘉中学高一月考)在研究平抛运动的实验中， (1)为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用______． A．空心小铁球 B．实心小铁球 C．实心小木球 D．以上三种小球都可以 (2)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是______． A．保证小球飞出时，初速度水平 B．保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小 C．保证小球在空中运动的时间每次都相等 D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 (3)某次实验中用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为10 Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始自由下落，背景的小方格为相同的正方形．重力加速度g取10 m/s2，不计阻力． 根据照片显示的信息，下列说法中正确的是________． A．只能断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动 B．只能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动 C．不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动 D．可以确定a球沿水平方向的运动是匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成 (4)根据照片和已知信息可求出a球的水平速度大小为________m/s；当a球与b球运动了________s时它们之间的距离最小． (1)B　(2)A　(3)D　(4)1　0.2 解析：(1)[1]为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用实心小铁球，故选B； (2)[2]安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度水平，做平抛运动，故选A； (3)[3]因为相邻两照片间的时间间隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同，知竖直方向上做自由落体运动．故可以断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成，D正确，A、B、C错误；故选D． (4)[4]根据Δy＝gT2＝10×0.01 m＝0.1 m 所以2L＝0.1 m，所以平抛运动的初速度 v0＝＝ m/s＝1 m/s [5]因为两球在竖直方向上都做自由落体运动，所以位移之差恒定，当小球a运动到与b在同一竖直线上时，距离最短，则t＝＝ s＝0.2 s 学科网（北京）股份有限公司 $$