5.3 实验：探究平抛运动的特点-2024-2025学年高一物理同步讲练（人教版2019必修第二册）

5.3 实验：探究平抛运动的特点 （1）知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。 （2）知道平抛运动的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并会描绘平抛运动的轨迹。 （3）会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。 （4）通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。 知识点一 抛体运动和平抛运动 1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用的运动． 2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动． 3．平抛运动的特点： (1)初速度沿水平方向； (2)只受重力作用． 知识点二 实验：探究平抛运动的特点 1．实验思路 (1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点． (2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动． 2．进行实验 方案一：频闪照相(或录制视频)的方法 (1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)； 图1 (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系； (3)通过频闪照片描出小球经过相等时间间隔所到达的位置； (4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格； (5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点. 抛出时间 T 2T 3T 4T 5T 水平位移 竖直位移 结论 水平分运动特点 竖直分运动特点 方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 图2 (1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音． (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球仍同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动． 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 (1)装置和实验 ①如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端切线水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板． 图3 ②让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使钢球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹． ③上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置． ④以斜槽水平末端端口处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴． ⑤取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹． ⑥根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动的特点． ⑦结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动． (2)注意事项 ①实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)． ②背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直． ③小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同． ④坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点． ⑤小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜. [例题1] （2024春•台州期末）某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。 （1）下列说法正确的是 。 A．图甲装置可以用来探究平抛运动水平分运动的规律 B．将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，说明斜槽末端水平 C．图乙装置实验时，每次小球释放的初始位置可以任意选择 D．图丙中，为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （2）若用一张印有小方格（边长为L）的纸记录小球的轨迹，小球在平抛运动途中的几个位置如图乙中的A、B、C所示，则小球做平抛运动的初速度 （结果用L和g表示）。 [例题2] （2024春•金华期末）如图甲所示，借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。图乙是正确操作后得到的连拍照片。 （1）关于该实验，下列做法正确的是 。 A.斜槽的末端必须调成水平状态 B.斜槽必须光滑 C.记录同一条运动轨迹时，小球可以从不同位置释放 （2）在图乙中，以小球在a处的球心为原点，水平向右为x轴、竖直向下为y轴建立图示坐标系。过d处小球球心的竖直线交x轴于P点。下列说法正确的是 。 A.通过某点的x、y坐标可以求得平抛初速度 B.小球运动的轨迹在g球心处的切线与x轴交于P点 C.a、b、c、d点相邻两点之间竖直距离之比可能为1：2：3 [例题3] （2024春•北仑区校级期中）采用如图1所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。 （1）实验时不需要的器材有 。（填器材前的字母） A．弹簧测力计 B．重垂线 C．刻度尺 D．坐标纸 （2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有 。 A．要求斜槽轨道保持水平且光滑 B．装置中的背板必须处于竖直面内 C．每次小球应从同一高度由静止释放 D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （3）如图为2一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，g取10m/s2，则： ①图中A点 平抛的起点（选填“是”或“不是”）； ②小球运动的初速度v0＝ m/s； ③小球过B点的竖直方向速度vBy＝ m/s。 1. （2024•西湖区校级开学）利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置（每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点O）。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。 （1）实验过程中，要建立直角坐标系，在图中，建系坐标原点选择正确的是 。 （2）若某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，如图，取A点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示（g＝10m/s2），小球平抛的初速度大小v0＝ m/s（重力加速度g取10m/s2，结果保留两位有效数字）；小球抛出点的位置坐标是 （以cm为单位，答案不用写单位，注意正负号）。 2. （2023春•滨江区期中）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，小球在同一初速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小球平抛的初速度的大小为 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）。 3. （2023春•温州期末）在“探究平抛运动的特点”实验中： （1）下列方法可以探究得出“平抛运动的水平分运动是匀速直线运动”的是 。 A．甲图中，多次改变小锤敲击力度，观察A、B小球落地时间的先后 B．乙图中，在白纸上记录小球做平抛运动的轨迹，分析小球下降高度分别为y0、4y0、9y0、16y0时的水平位移 C．丙图中，利用频闪照相的方法，记录做平抛运动物体在不同时刻的位置，根据相邻位置时间间隔相等的特点分析小球水平方向的运动规律 （2）利用（1）题图乙所示的实验装置探究平抛运动水平方向分运动的特点时，除图示的实验器材：斜槽、白纸、复写纸、图钉、钢球、木板和升降支架外，还需要用到的器材有图丁的 。 （3）利用（1）题图乙所示的实验装置，用每一小方格边长L＝2.50cm的方格纸替代白纸，并使方格纸的纵线与重垂线平行。实验记录了小球运动过程中的3个位置，如图戊所示。则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取9.80m/s2，计算结果保留三位有效数字） （4）利用（1）题图乙所示的实验装置进行实验时，下列说法正确的是 。 A．小球必须从轨道的最高点释放 B．小球运动时不可以与背板上的白纸接触 C．为了确保小球做平抛运动，轨道末端应尽量水平 D．在白纸上建立xOy坐标系时，竖直的y轴可通过作白纸侧边缘的平行线确定 4. （2023春•温州期中）某学习小组用图a所示装置研究平抛运动在竖直方向的运动规律。实验操作是：使完全相同的小球A、B处于同一高度，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）小组同学们观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“不同时”）落地。多次改变图a中实验装置的离地高度后，重复上述操作，均有相同的实验现象，同学们根据这些现象大胆猜想：平抛运动在竖直方向的分运动为 。若增大小锤敲击力度则小球A、B （填“同时”或“不同时”）落地。 （2）为进一步验证猜想，该小组同学利用频闪相机得到了小球做平抛运动时的频闪照片如图b，已知相机的闪光频率为f，结合比例尺测得小球在图中L、M、N三个位置时球心在竖直方向的间距分别为y1、y2，则可得到竖直方向的加速度a＝ ，经验证，此值与当地重力加速度在实验误差内接近相等，即可证明实验猜想。 5. （2023春•温州期中）“探究平抛物体的特点”实验的装置如图甲所示．每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放，钢球从斜槽末端水平飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）在此实验中，小球与斜槽间有摩擦 （选填“会”或“不会”）使实验的误差增大； （2）如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹．已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为（40cm，19.6cm），g取9.8m/s2，则小球平抛的初速度v0＝ m/s（计算结果保留2位有效数字）；若B点的横坐标为xB＝60cm，则B点纵坐标为yB＝ cm。 （3）某同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点．用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的O1处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A．将木板向后平移至O2处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B．O、O1间的距离为x1，O、O2间的距离为x2，A、B间的高度差为y，重力加速度为g．则小球做平抛运动的水平速度大小v0＝ 。（用x1，x2，y，g表示） 6. （2023春•杭州期中）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度． （1）实验简要步骤如下： A．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是： ． B．让小球多次从 （“同一”或者“不同”）位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置． C．测出曲线上某点的坐标x、y，（当地重力加速度g已知）用v0＝ 算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值． D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹 （2）研究平抛运动，下面哪些说法是正确的 A．使用密度大、体积小的小球 B．必须测出平抛小球的质量 C．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 D．尽量减小小球与斜槽之间的摩擦． 7. （2023春•平阳县校级月考）某同学在“探究平抛运动的规律”时做了以下操作。 （1）先采用图甲所示装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，他观察到的现象是：小球同时落地。让AB球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将 （填“变长”，“不变”或“变短”）。 （2）接着他用频闪照相机得到小球做平抛运动的闪光照片，图乙是照片的一部分，正方形小方格每边长L＝1.0cm，闪光的快慢是每秒30次，则可以计算出小球做平抛运动的初速度是 m/s。（保留2位有效数字） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.3 实验：探究平抛运动的特点 （1）知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。 （2）知道平抛运动的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并会描绘平抛运动的轨迹。 （3）会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。 （4）通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。 知识点一 抛体运动和平抛运动 1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用的运动． 2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动． 3．平抛运动的特点： (1)初速度沿水平方向； (2)只受重力作用． 知识点二 实验：探究平抛运动的特点 1．实验思路 (1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点． (2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动． 2．进行实验 方案一：频闪照相(或录制视频)的方法 (1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)； 图1 (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系； (3)通过频闪照片描出小球经过相等时间间隔所到达的位置； (4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格； (5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点. 抛出时间 T 2T 3T 4T 5T 水平位移 竖直位移 结论 水平分运动特点 竖直分运动特点 方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 图2 (1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音． (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球仍同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动． 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 (1)装置和实验 ①如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端切线水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板． 图3 ②让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使钢球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹． ③上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置． ④以斜槽水平末端端口处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴． ⑤取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹． ⑥根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动的特点． ⑦结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动． (2)注意事项 ①实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)． ②背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直． ③小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同． ④坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点． ⑤小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜. [例题1] （2024春•台州期末）某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。 （1）下列说法正确的是 。 A．图甲装置可以用来探究平抛运动水平分运动的规律 B．将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，说明斜槽末端水平 C．图乙装置实验时，每次小球释放的初始位置可以任意选择 D．图丙中，为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （2）若用一张印有小方格（边长为L）的纸记录小球的轨迹，小球在平抛运动途中的几个位置如图乙中的A、B、C所示，则小球做平抛运动的初速度 （结果用L和g表示）。 【解答】解：（1）A．图甲装置可以用来探究平抛运动竖直分运动的规律，故A错误； B．将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，说明斜槽末端水平，故B正确； C．图乙装置实验时，每次小球必须要从同一位置由静止释放，故C错误； D．图丙中，为描出小球的运动轨迹，描绘的点要用平滑的曲线连接，故D错误。 故选：B。 （2）竖直方向 Δy＝2L＝gT2 水平方向 2L＝v0T 解得 故答案为：（1）B；（2）。 [例题2] （2024春•金华期末）如图甲所示，借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。图乙是正确操作后得到的连拍照片。 （1）关于该实验，下列做法正确的是 。 A.斜槽的末端必须调成水平状态 B.斜槽必须光滑 C.记录同一条运动轨迹时，小球可以从不同位置释放 （2）在图乙中，以小球在a处的球心为原点，水平向右为x轴、竖直向下为y轴建立图示坐标系。过d处小球球心的竖直线交x轴于P点。下列说法正确的是 。 A.通过某点的x、y坐标可以求得平抛初速度 B.小球运动的轨迹在g球心处的切线与x轴交于P点 C.a、b、c、d点相邻两点之间竖直距离之比可能为1：2：3 【解答】解：（1）斜槽的末端要调成水平状态，保证小球做平抛运动，在实验中，要保证从同一高度静止释放，不需要保证斜槽光滑，故A正确，BC错误； 故选：A。 （2）A、a点不是小球的抛出点，所以时间t，故A错误； B、因为a点不是抛出点，所以小球运动的轨迹在g球心处的切线与x轴的交点不是P点，故B错误； C、a、b、c、d点相邻两点之间的位移差相等且依次增大，则相邻两点之间竖直距离之比可能为1：2：3，故C正确； 故选：C。 故答案为：（1）A；（2）C。 [例题3] （2024春•北仑区校级期中）采用如图1所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。 （1）实验时不需要的器材有 。（填器材前的字母） A．弹簧测力计 B．重垂线 C．刻度尺 D．坐标纸 （2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有 。 A．要求斜槽轨道保持水平且光滑 B．装置中的背板必须处于竖直面内 C．每次小球应从同一高度由静止释放 D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （3）如图为2一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，g取10m/s2，则： ①图中A点 平抛的起点（选填“是”或“不是”）； ②小球运动的初速度v0＝ m/s； ③小球过B点的竖直方向速度vBy＝ m/s。 【解答】解：（1）A．该实验不需要测量小球的重力，所以不需要弹簧测力计，故A正确； B．实验时需要用重垂线确定平抛运动的竖直方向，即y轴，故B错误； C．该实验需要用刻度尺来测量位移，故C错误； D．坐标纸用来记录小球轨迹和数据分析，故D错误。 故选：A。 （2）A．该实验需要斜槽轨道有一定的倾斜角度，末端要水平，以确保小球初速度水平，不要求轨道光滑，故A错误； B．装置中的背板必须处于竖直面内，减小误差，故B正确； C．由于要多次描点画同一运动轨迹，必须每次在相同位置静止释放小球，以保证相同的初速度，故C正确； D．描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D错误。 故选：BC。 （3）在竖直方向上小球做自由落体运动，根据（5﹣3）L＝gT2，L＝0.0125m，代入数据解得T＝0.05s， 因AB与BC竖直位移之比为3：5，不是从开始的连续奇数比1：3：5...，可知A点不是平抛的起点位置， 初速度v0m/s＝0.75m/s， 通过B点的竖直速度vBym/s＝1.0m/s； 故答案为：（1）A；（2）BC；（3）不是，0.75，1.0。 1. （2024•西湖区校级开学）利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置（每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点O）。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。 （1）实验过程中，要建立直角坐标系，在图中，建系坐标原点选择正确的是 。 （2）若某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，如图，取A点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示（g＝10m/s2），小球平抛的初速度大小v0＝ m/s（重力加速度g取10m/s2，结果保留两位有效数字）；小球抛出点的位置坐标是 （以cm为单位，答案不用写单位，注意正负号）。 【解答】解：（1）建立坐标系时，应将小球在斜槽末端时，球心在竖直面上的投影为坐标原点，故ABD错误，C正确。 故选：C。 （2）如图所示，根据平抛运动规律知，在竖直方向 Δy＝yBC﹣yAB＝gT2 其中yBC＝40cm﹣15cm＝25cm＝0.25m，yAB＝15cm＝0.15m 解得 T＝0.1s 水平方向初速度为 v00.01m/s＝1.0m/s 由图知，小球经过B点时竖直方向的速度为 vyB0.01m/s＝2.0m/s 则小球从抛出点到B点的时间为 ts＝0.2s 根据竖直方向小球做自由落体运动，小球从抛出点到B点的竖直方向和水平方向的位移为 h x＝v0t 代入得 h＝0.2m＝20cm，x＝0.2m＝20cm 则抛出点坐标为（﹣10，﹣5） 故答案为：（1）C；（2）1.0；（﹣10，﹣5） 2. （2023春•滨江区期中）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，小球在同一初速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小球平抛的初速度的大小为 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）。 【解答】解：（1）A．斜槽轨道光滑与粗糙对实验没有影响，故斜槽不必光滑，故A错误； B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，故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，故C正确，D错误。 故选：BC。 （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ABC错误，D正确。 故选：D。 （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动，在竖直方向，根据匀变速直线运动的推论可得Δy＝gT2 代入数据解得 根据公式，可得水平方向的速度为 竖直方向，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 可知，根据公式，可得小球运动到b点的时间为 代入数据解得 t＝0.15s 所以，小球运动到b点时，竖直方向的位移为 代入数据解得y＝0.1125m＝11.25cm 小球运动到b时，水平方向的位移为 x＝vt 代入数据解得 x＝0.3m＝30cm 若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为（﹣10，﹣1.25）。 故答案为：（1）BC；（2）D；（3）2；（﹣10，﹣1.25）。 3. （2023春•温州期末）在“探究平抛运动的特点”实验中： （1）下列方法可以探究得出“平抛运动的水平分运动是匀速直线运动”的是 。 A．甲图中，多次改变小锤敲击力度，观察A、B小球落地时间的先后 B．乙图中，在白纸上记录小球做平抛运动的轨迹，分析小球下降高度分别为y0、4y0、9y0、16y0时的水平位移 C．丙图中，利用频闪照相的方法，记录做平抛运动物体在不同时刻的位置，根据相邻位置时间间隔相等的特点分析小球水平方向的运动规律 （2）利用（1）题图乙所示的实验装置探究平抛运动水平方向分运动的特点时，除图示的实验器材：斜槽、白纸、复写纸、图钉、钢球、木板和升降支架外，还需要用到的器材有图丁的 。 （3）利用（1）题图乙所示的实验装置，用每一小方格边长L＝2.50cm的方格纸替代白纸，并使方格纸的纵线与重垂线平行。实验记录了小球运动过程中的3个位置，如图戊所示。则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取9.80m/s2，计算结果保留三位有效数字） （4）利用（1）题图乙所示的实验装置进行实验时，下列说法正确的是 。 A．小球必须从轨道的最高点释放 B．小球运动时不可以与背板上的白纸接触 C．为了确保小球做平抛运动，轨道末端应尽量水平 D．在白纸上建立xOy坐标系时，竖直的y轴可通过作白纸侧边缘的平行线确定 【解答】解：（1）A．甲图中，多次改变小锤敲击力度，观察A、B小球落地时间的先后，探究的是平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故A错误； B．乙图中，在白纸上记录小球做平抛运动的轨迹，分析小球下降高度分别为y0、4y0、9y0、16y0时的水平位移，根据竖直方向自由落体运动规律，可知下降高度所对应时间之比为1：2：3：4，如果对应的水平位移之比也为1：2：3：4，则可得出平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，故B正确； C．丙图中，利用频闪照相的方法，记录做平抛运动物体在不同时刻的位置，根据相邻位置时间间隔相等的特点分析小球水平方向的运动规律，可探究得出平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，故C正确。 故选：BC。 （2）实验不需要用天平测小球质量，不需要用表笔测时间；需要用刻度尺测量距离，需要用重垂线确定竖直方向。故BC正确，AD错误。 故选：BC。 （3）竖直方向根据匀变速直线运动规律有 Δy＝5L﹣3L＝gT2 可得 水平方向有 3L＝v0T 解得 （4）A．小球只需要从轨道的适当位置释放，不需要从轨道的最高点释放，故A错误； B．为了减小误差，小球运动时不可以与背板上的白纸接触，故B正确； C．为了确保小球做平抛运动，轨道末端应尽量水平，故C正确； D．在白纸上建立xOy坐标系时，竖直的y轴应由重垂线确定，故D错误。 故选：BC。 故答案为：（1）BC；（2）BC；（3）1.05；（4）BC。 4. （2023春•温州期中）某学习小组用图a所示装置研究平抛运动在竖直方向的运动规律。实验操作是：使完全相同的小球A、B处于同一高度，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）小组同学们观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“不同时”）落地。多次改变图a中实验装置的离地高度后，重复上述操作，均有相同的实验现象，同学们根据这些现象大胆猜想：平抛运动在竖直方向的分运动为 。若增大小锤敲击力度则小球A、B （填“同时”或“不同时”）落地。 （2）为进一步验证猜想，该小组同学利用频闪相机得到了小球做平抛运动时的频闪照片如图b，已知相机的闪光频率为f，结合比例尺测得小球在图中L、M、N三个位置时球心在竖直方向的间距分别为y1、y2，则可得到竖直方向的加速度a＝ ，经验证，此值与当地重力加速度在实验误差内接近相等，即可证明实验猜想。 【解答】解：（1）两小球竖直方向只受重力作用，初速度为零，同时从同一高度落下，观察到的应该是两小球同时落地，即平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动； 当增大小锤敲击力时，小球的初速度增大，但竖直方向上的位移保持不变，所以两球仍然同时落地。 （2）根据平抛运动规律可得： 竖直方向Δy＝aT2＝y2﹣y1， 又T， 解得：a＝f2（y2﹣y1）。 故答案为：（1）同时；自由落体运动；同时；（2）f2（y2﹣y1）。 5. （2023春•温州期中）“探究平抛物体的特点”实验的装置如图甲所示．每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放，钢球从斜槽末端水平飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）在此实验中，小球与斜槽间有摩擦 （选填“会”或“不会”）使实验的误差增大； （2）如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹．已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为（40cm，19.6cm），g取9.8m/s2，则小球平抛的初速度v0＝ m/s（计算结果保留2位有效数字）；若B点的横坐标为xB＝60cm，则B点纵坐标为yB＝ cm。 （3）某同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点．用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的O1处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A．将木板向后平移至O2处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B．O、O1间的距离为x1，O、O2间的距离为x2，A、B间的高度差为y，重力加速度为g．则小球做平抛运动的水平速度大小v0＝ 。（用x1，x2，y，g表示） 【解答】解：（1）只要小球从同一高度、无初速度释放，在相同情况下做平抛运动的初速度就相同，所以小球与斜槽间有摩擦不会对实验造成影响。 （2）已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为（40cm，19.6cm），在竖直方向上有： 在水平方向上有：x＝v0t 代入数据解得：t＝0.2s，v0＝2.0m/s 若B点的横坐标为xB＝60cm，则B点纵坐标为 由平抛运动特点可知：xB＝v0t′ 代入数据解得：yB＝44cm （3）根据平抛运动特点可知： x1＝v0t1、 x2＝v0t2、 y＝y2﹣y1 联立以上关系式解得： 答：（1）不会；（2）2.0m/s、44cm； （3） 6. （2023春•杭州期中）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度． （1）实验简要步骤如下： A．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是： ． B．让小球多次从 （“同一”或者“不同”）位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置． C．测出曲线上某点的坐标x、y，（当地重力加速度g已知）用v0＝ 算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值． D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹 （2）研究平抛运动，下面哪些说法是正确的 A．使用密度大、体积小的小球 B．必须测出平抛小球的质量 C．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 D．尽量减小小球与斜槽之间的摩擦． 【解答】解：（1）A、检验斜槽末端水平的方法有多种，如用水平仪或者将小球放在斜槽末端看其是否滚动，若不滚动，则斜槽末端水平． 故答案为：将小球放在斜槽末端看其是否滚动，若不滚动，则斜槽末端水平． B、让小球多次从同一位置上静止滚下，才能保证小球多次做平抛运动的初速度相等，轨迹相同，所以此空填同一． 故答案为：同一． 平抛运动分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，水平方向有：x＝v0t，竖直方向有：ygt2， 联立解得：v0＝x． （2）A、平抛运动只受重力，若考虑空气阻力，会影响实验的准确性，为了尽量减小阻力的影响应选用密度大体积小的钢球，A正确； B、根据Δh＝gT2，求出T，物体在水平方向做匀速直线运动，根据s＝v0T，即可求出平抛运动的初速度v0，不需要测出小球得质量和小球运动的时间．故B错误． C、将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行．故C正确． D、小球与斜槽之间是否有摩擦，不影响小球做平抛运动，故D错误； 故选：AC． 故答案为：（1）让小球置于槽口任一位置，小球均不发生滚动，同一，x； （2）AC． 7. （2023春•平阳县校级月考）某同学在“探究平抛运动的规律”时做了以下操作。 （1）先采用图甲所示装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，他观察到的现象是：小球同时落地。让AB球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将 （填“变长”，“不变”或“变短”）。 （2）接着他用频闪照相机得到小球做平抛运动的闪光照片，图乙是照片的一部分，正方形小方格每边长L＝1.0cm，闪光的快慢是每秒30次，则可以计算出小球做平抛运动的初速度是 m/s。（保留2位有效数字） 【解答】解：（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，自由落体运动下落时间由高度决定，高度不变时间不变； （2）水平方向匀速运动，有：x＝v0T，其中x＝2L＝2.0cm＝0.02m，Ts 解得：v00.60m/s 故答案为：（1）不变（2）0.60 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$