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微练20 实验5:探究平抛运动的特点
1.(2025·广州模拟)如图甲所示为“研究平抛运动”的实验装置。
(1)安装实验装置时,要调节底座上的4个调平螺钉,使实验装置的背板____________;调节斜槽轨道M使轨道末端水平,使小球轻放在轨道末端水平段时能____________;将一张坐标纸与复写纸叠放固定在装置的背板上,让坐标纸的竖直线与挂在装置上的重垂线____________。
(2)图乙标记了小球做平抛运动时在坐标纸上留下的点,若以坐标原点为平抛运动的起点,请根据图中描绘的点,作出小球平抛运动的轨迹。
(3)根据作出的曲线,计算小球平抛运动的初速度v0=________m/s(g取9.8 m/s2,保留2位有效数字)。
2.利用传感器和计算机研究平抛运动的规律,物体A中装有发射装置。可以在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。B是超声—红外接收装置,其中装有B1、B2两个超声红外接收器,并与计算机相连。B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差,计算机即可算出它们各自与物体A的距离。如图甲所示,物体A从斜槽上的P点由静止释放,从斜槽末端O飞出,以抛出点为原点建立坐标系,计算机记录了一系列A的坐标值,数据如表格所示。
x/cm
0
5.8
11.6
17.4
23.2
29.0
34.8
y/cm
0
0.77
3.07
6.91
12.30
19.20
27.65
(1)(多选)下列实验操作正确的是________(填选项字母)。
A.图甲中斜槽末端O的切线应该水平
B.实验中需要多次让A从固定的位置P由静止释放
C.若仅用超声波脉冲进行信号的发射和接收,也能完成该实验
D.B1、B2两个超声—红外接收器和斜槽末端O应该在同一个竖直平面内
(2)根据实验数据在图丙中描出了相应的点,请描绘A的运动轨迹。
(3)已知A每隔0.04 s发射一次超声—红外脉冲,则A平抛的初速度v=________m/s。
(4)由该实验求得当地的重力加速度g=________m/s2(保留1位小数)。
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答案
微练20 实验5:探究平抛运动的特点
1.答案 (1)竖直 保持静止 平行
(2)见解析 (3)1.5
解析 (1)安装实验装置时,要调节底座上的4个调平螺钉,使实验装置的背板竖直;调节斜槽轨道M使轨道末端水平,使小球轻放在轨道末端水平段时能处于静止状态;将一张坐标纸与复写纸叠放固定在装置的背板上,让坐标纸的竖直线与挂在装置上的重垂线平行。
(2)以坐标原点为平抛运动的起点,用平滑的曲线连接图中描绘的点,如图所示。
(3)根据平抛运动规律有y=gt2,x=v0t,联立可得v0=x,由作出的曲线,代入数据x=41.0 cm,y=37.0 cm,解得小球平抛运动的初速度为v0≈1.5 m/s。
2.答案 (1)AD (2)图见解析 (3)1.45 (4)9.6
解析 (1)题图甲中斜槽末端O的切线应该水平,以保证小球做平抛运动,A项正确;本实验不需要重复进行,所以实验中不需要多次让A从固定的位置P由静止释放,B项错误;B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差,计算机即可算出它们各自与物体A的距离,所以仅用超声波脉冲进行信号的发射和接收,不能完成该实验,C项错误;B1、B2两个超声—红外接收器和斜槽末端O应该在同一个竖直平面内,D项正确。
(2)描绘轨迹如图所示。
(3)在水平方向上小球做匀速直线运动,所以小球的平抛初速度v===1.45 m/s。
(4)在竖直方向上,小球做自由落体运动,根据匀变速直线运动的逐差公式求加速度g==×10-2 m/s2=9.6 m/s2。
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