5.3 实验:探究平抛运动的特点 讲义 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册
2026-03-02
|
2份
|
40页
|
379人阅读
|
1人下载
普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 3. 实验:探究平抛运动的特点 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 平抛运动 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.45 MB |
| 发布时间 | 2026-03-02 |
| 更新时间 | 2026-03-02 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56630385.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“探究平抛运动的特点”核心知识点,系统梳理基础实验(含目的、原理、器材、步骤、数据处理及误差分析)与拓展创新实验,构建从基础操作到创新应用的学习支架。
资料通过典例与变式题结合,突出实验细节(如斜槽末端水平调节、小球释放位置控制),培养科学探究能力与科学思维(模型建构、误差分析),课中辅助教师实验教学,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
5.3实验:探究平抛运动的特点(知识解读)(解析版)
•知识点1 探究平抛运动的特点
•知识点2 拓展创新实验
•作业 随堂检测
知识点1 探究平抛运动的特点
1、实验目的:描出平抛物体的运动轨迹和求出平抛物体的初速度。
2、实验原理:平抛运动可以看作是两个分运动的合成:一是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体运动的初速度;另一个是竖直方向的自由落体运动。利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标x和y,利用公式x=vt和就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的初速度。
3、实验器材:斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔。
4、实验步骤
(1)把斜槽放在桌面上,让其末端伸出桌面外,调节末端使其切线水平固定。
(2)在带有支架的木板上,用图钉钉好白纸,并让竖放木板左上方靠近槽口,使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行。(如图所示)
(3)把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上,描出点O,过O用重垂线描出竖直方向。
(4)让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下,在粗略确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并记下这一点,以后依次改变x值,用同样的方法确定其他各点的位置。
(5)把白纸从木板上取下来,用三角板过O作与竖直方向垂直的x轴,将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来,这就是小球平抛运动的轨迹。
5、数据处理(求平抛小球的初速度)
(1)以O点为原点,水平方向为x轴,竖直向下方向为y轴建立坐标系。
(2)在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点,测出它们的x、y坐标值,记到表格内。
(3)把测到的坐标值依次代入公式,求出小球平抛的初速度,并计算其平均值。
6、误差分析
(1)安装斜槽时,其末端切线不水平。
(2)小球每次滚下的初位置不尽相同。
(3)建立坐标系时,可能误将斜槽末端端口作为坐标原点。
(4)空气阻力使小球不是真正的平抛运动。
注意:
(1)实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平,木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触。
(2)小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下,即在斜槽上固定一个挡板,每次都从挡板位置释放小球。
(3)坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球心在木板上的水平投影点。
(4)要在斜槽上适当的高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由图板左上角到达右下角;要在平抛轨迹上选取距O点远一些的点来计算小球的初速度,这样可以减小测量误差。
【典例1】某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移x。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有__________。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.应选择质量较大,体积较小的小球
D.每次小球应从同一高度由静止释放
E.每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为h,水平位移为x,重力加速度为g,则小球的平抛初速度为 (用h、x、g表示)。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,以O点为坐标原点,当地重力加速度g取,小方格的边长。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,则小球平抛的初速度 m/s,小球抛出点的坐标为 。
【答案】(1)ACD
(2)
(3) 2 (10cm,18.75cm)
【详解】(1)A.保证斜槽轨道末端应水平,以便于小球初速度沿水平方向,故A正确;
B.小球在轨道上运动时摩擦力不会影响其速度方向,不必光滑,故B错误;
C.应选择质量较大,体积较小的小球,减少空气阻力影响,故C正确;
D.小球从斜槽末端飞出时速度相等,小球应从同一高度释放,故D正确;
E.小球飞出时速度大小适当,释放位置不能太高或太低,故E错误。
故选ACD。
(2)竖直方向有
水平方向有
联立解得小球的平抛初速度为
(3)[1]由竖直方向相等时间内位移差
解得
则小球平抛的初速度
[2]由匀变速直线运动规律可知b点竖直方向速度大小
小球平抛到b点的运动时间为
则b点距离抛出点的竖直方向距离
则O点的横坐标为
纵坐标为
故抛出点坐标为(10cm,18.75cm)。
【变式1-1】“探究平抛物体运动的特点”的实验装置如图所示,以小球平抛起点为坐标原点,描点画出平抛小球的运动轨迹是( )
A. B.C. D.
【答案】B
【详解】根据平抛运动的规律可知,
可得
则y-x图像为B。
故选B。
【变式1-2】(多选)下图是某实验小组探究平抛运动的特点时用频闪照相机拍到的小球做平抛运动的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的所示,照片中每个小方格的边长为10cm。已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A.为小球做平抛运动的抛出点
B.频闪照相机的拍照周期为
C.小球做平抛运动的初速度大小为
D.小球在处的速度大小为
【答案】BCD
【详解】A.由频闪照片可知,相同时间内小球在水平方向上位移相同,竖直方向上相同时间内位移之比为;该比值与速度为零的匀加速运动,相同时间间隔内位移之比为的结论不符,故A错误;
B.根据竖直方向的匀变速运动特点,满足
代入
可求得频闪照相机的拍照周期为,故B正确;
C.小球每经过,水平方向的位移为,可知小球做平抛运动的初速度大小为,故C正确;
D.小球在处时为、的中间时刻,因竖直方向上小球做匀变速直线运动,在处时竖直方向瞬时速度大小与到过程的平均速度相等,满足
小球在处时水平速度为平抛运动的初速度,即
合成得小球在处的速度大小为,故D正确。
故选BCD。
【变式1-3】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硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端水平飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。某实验小组得到如图乙所示的痕迹点。
(1)下列实验要求正确的是______;
A.每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
B.挡板MN应等间距下移
C.所用的斜槽应光滑
(2)某同学用一张方格纸记录轨迹,确保了方格纸的左边缘为竖直方向,却忘记标注坐标原点,得到4个点迹如图丙所示。已知小方格的边长L=10cm,取重力加速度g=10m/s2,钢球水平抛出时的初速度v0 = 。(保留两位有效数字)
【答案】(1)A (2)2.0
【详解】(1)AC.为了保证小球每次抛出的速度相同,每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,但所用的斜槽不需要光滑,故A正确,C错误;
B.挡板MN不需要等间距下移,故B错误。
故选A。
(2)由图乙可知,小球两点间的水平位移相等,则两点间的时间间隔相等,设相邻两点间的时间间隔为,竖直方向上,由逐差法
可得
水平方向上,由
可得小球平抛的初速度
代入数据解得
知识点2 拓展创新实验
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(图甲中P0P0′、P1P1′…),槽间距离均为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,每次让小球从斜轨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纸面内侧平移距离d,实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图乙所示。将这些点用平滑的曲线连接起来就得到小球平抛的轨迹。
注意:
(1)每次释放小球的位置必须完全相同,且由静止释放,以保证小球每次平抛的初速度一致。
(2)硬纸板 B 每次向纸面内侧平移的距离 d 必须相等,且插槽时要保持与木板 A 垂直,确保轨迹点的水平位移间隔均匀。
(3)斜槽末端必须水平,这样才能保证小球离开斜槽时的初速度方向严格水平,做标准的平抛运动。
【典例2】某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置如图(a)所示,斜槽轨道置于水平桌面上,板是一块水平放置的木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图(a)中、、…),槽间距均为,把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板上,用中垂线调整斜槽末端正好在的正上方。实验时依次将板插入板、、…插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。每打完一点后,把板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离,实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点。
(1)对于实验的操作要求,下列说法正确的是_____
A.斜槽轨道必须光滑
B.将小球放置在槽的末端,小球要能够静止
C.B板无须竖直放置
D.应该选用体积小、密度大的小球
(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了使记录纸上每两点之间的水平距离 小球在水平方向实际运动的距离(选填“大于”、“小于”、“等于”)
(3)该同学将B板从A板的某一插槽插入开始实验,并逐一往后面的插槽移动直至完成实验,得到实验结果如图(b)所示,并且在打第3个点(图(b)中的d点)时点迹很不清晰,该同学依然使用这一实验结果完成了实验。他测量出图(b)中bc的距离为,ce的距离为,则小球平抛初速度的计算式为 (用、、、表示)。
【答案】(1)BD
(2)等于
(3)
【详解】(1)AB.为保证小球做平抛运动的初速度大小相等,方向水平,斜槽的末端需切线水平,小球每次从同一位置由静止释放,斜槽轨道不需要光滑,将小球放置在槽的末端,小球要能够静止,故A错误,B正确;
C.实验通过插槽位置确定小球的水平位移,B板需竖直放置,故C错误;
D.为了减小空气阻力的影响,应选体积小、密度大的小球,故D正确。
故选BD。
(2)平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动,每次将B板向内侧平移距离,是为了使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离;
(3)设小球做平抛运动过程中水平方向每经过距离d用时为T,在竖直方向上,bc间用时为T,ce间用时为2T,设b点的竖直速度为,则,
解得
小球平抛初速度的计算式为
【变式2-1】如图所示,在“探究平抛运动的特点”实验中,钢球从斜槽上静止释放,经光电门水平抛出。读取小球遮挡光电门的时间,测出小球的直径,可计算出小球的平抛初速度。为了减小测量误差,下列措施正确的有( )
A.适当升高释放钢球的位置 B.适当降低释放钢球的位置
C.选择直径稍小的钢球 D.选择质量稍大的钢球
【答案】C
【详解】设小球的直径为,通过光电门的遮光时间为,平抛时的初速度为,由题意可知。显然,为了减小测量误差升高和降低释放钢球的位置、选择质量稍大的钢球均对减小误差没有影响,而选择直径稍小的钢球,将使得其通过光电门时的平均速度更接近瞬时速度,故选C。
【变式2-2】(多选)亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图,父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏,两人相向站立,在父子的正中间放一金属框,各持一小球并将球水平抛出,下述抛球方式可能使两球都落在金属框中的有(不计空气阻力)( )
A.父亲以比儿子大的初速度将球抛出
B.父亲以比儿子小的初速度将球抛出
C.父亲以和儿子一样大的初速度将球抛出
D.父亲下蹲适当高度后再以和儿子一样大的初速度将球抛出
【答案】BD
【详解】ABC.根据平抛运动的研究方法可知,物体做平抛运动时,水平方向的分运动为匀速直线运动,竖直方向的分运动为自由落体运动,设父子两人距正中间金属框的距离为,父亲抛球高度为,抛球速度为,儿子抛球高度为,抛球速度为,根据身高差距可知
父子两人抛球都进入金属框,则在水平方向有
,
在竖直方向有
,
解得
,
则可得
因此必须满足
故AC错误,B正确;
D.父亲下蹲适当高度后再以和儿子一样大的初速度将球抛出,若此高度和儿子抛球高度相同,则以和儿子一样大的初速度将球抛出,两人均可将球抛入金属框,故D正确。
故选BD。
【变式2-3】某同学设计了一个研究平抛运动的实验,实验装置示意图如图(a)所示,A是一块水平木板,P0为水平轨道末端在A板上的投影,P0、P1的间距为x0,从P1开始,在A上等间距地开凿出一组平行的插槽(图中、、……),相邻槽间距离均为40cm。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上,实验时依次将B板竖直插入A板的、、……各插槽中,从斜槽轨道上释放小球打到B板,每打完一点后,把B板插入后一槽中,对应点依次标记为P1y、P2y、P3y……。将白纸取下,测得B板在插槽、记录的点到P1y点的距离分别为y1=15cm、y2=40cm,如图(b)所示,重力加速度g=10m/s2。则:
(1)现有以下材质的小球,实验中应当选用 。
A.乒乓球 B.钢球 C.泡沫球
(2)小球离开轨道时的速度大小为 m/s。
(3)小球撞击P3y时的速度大小为 m/s。
(4)P0和的间距x0为 m。
(5)若因操作不当,把B板从处平移到时,B板没有竖直,向左倾斜一较小角度,其他操作无误,则求出的小球离开轨道时的初速度比实际值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B
(2)4
(3)5
(4)0.4
(5)偏大
【详解】(1)为了减小空气阻力的影响,实验中应当选用钢球。
故选B。
(2)在竖直方向上根据
可得
水平方向做匀速运动,则小球离开轨道时的速度大小为
(3)P2y点的竖直分速度为
则P3y点的竖直分速度为
小球撞击P3y时的速度大小为
(4)由
可得从抛出点到P2y点时间间隔为
则P0和的间距为
(5)若因操作不当,把B板从处平移到时,B板没有竖直,向左倾斜一较小角度,导致y2的值变小,由
可知时间变小,因此求出的小球离开轨道时的初速度比实际值偏大。
1.关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A.平抛物体运动是变加速运动
B.平抛物体在空中运动时间随初速度增大而增大
C.平抛物体任意相等时间内的速度变化量相同
D.平抛物体单位时间内的速度变化量逐渐增大
【答案】C
【详解】A.平抛运动的加速度恒为重力加速度,方向竖直向下,不是变加速运动,A错误;
B.平抛物体在竖直方向做自由落体运动,由知物体在空中运动时间仅由竖直高度决定,与初速度无关,B错误;
C.由知平抛物体的速度变化量,在任意相等时间内平抛物体的速度变化量都相同(大小和方向均不变),C正确;
D.单位时间内的速度变化量即加速度,恒定不变,D错误。
故选C。
2.如图所示,一辆平板车在水平路面上沿方向匀速行驶,固定在车上的箱子顶部用细绳悬挂一小球。某时刻细绳断裂,以地面为参考系,小球在绳子断裂后下落一小段时间内的运动情况可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】在平板车匀速行驶时,悬挂小球的细线突然断裂,小球由于惯性仍保持原来的运动状态,继续与列车一起向前运动,沿正方向,水平方向做匀速直线运动,在竖直方向受重力作用,竖直方向做自由落体运动。以地面为参考系,小球做平抛运动,运动轨迹为抛物线。
故选D。
3.“探究平抛运动的特点”实验中,下列情况中不会影响实验探究结果的是( )
A.斜槽轨道不光滑 B.斜槽末端不水平
C.装置的背板不竖直 D.小球受到空气阻力不能忽略
【答案】A
【详解】A.小球每次均从斜槽同一位置静止释放,斜槽对小球摩擦力做功相同,小球飞出斜槽末端速度大小一定,即斜槽轨道的摩擦对实验没有影响,可知,斜槽轨道不光滑不会影响实验探究结果,故A正确;
B.斜槽末端不水平,小球飞出斜槽末端速度方向不水平,小球的运动不是平抛运动,可知,斜槽末端不水平会影响实验探究结果,故B错误;
C.平抛运动轨迹在竖直平面上,若装置的背板不竖直,将影响精确描绘小球轨迹上的位置,可知,装置的背板不竖直会影响实验探究结果,故C错误;
D.若小球受到空气阻力不能忽略,则小球受到重力与空气阻力,小球的运动不是平抛运动,可知,小球受到空气阻力不能忽略会影响实验探究结果,故D错误。
故选A。
4.当地时间1月3日凌晨,美国对主权国家委内瑞拉发动军事行动,强行非法绑架总统马杜罗并将其转移至美国境内。面对美方公然践踏《联合国宪章》的行径,国际社会的愤怒正在升级,多个国家和国际组织表示强烈谴责。视频资料显示,执行绑架马杜罗任务的直升机以约100英尺(约30米)的高度贴着海面飞行时,位于直升机底部的一块金属部件自然脱落。忽略空气阻力,金属部件脱落后( )
A.水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动
B.水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动
C.水平方向和竖直方向均做匀加速直线运动
D.水平方向和竖直方向均做匀速直线运动
【答案】B
【详解】金属部件脱落时具有与直升机相同的水平初速度。忽略空气阻力,水平方向不受外力作用,根据牛顿第一定律,保持匀速直线运动;竖直方向受重力作用,初速度为零,做自由落体运动,即匀加速直线运动。
故选B。
5.如图所示,在同一竖直平面内,两套自动投放装置分别安装在不同高度的固定平台上。装置①与装置②分别以大小相等、方向相反的水平初速度释放两个小型探测器,释放后探测器只受重力作用,且两探测器恰好在同一时刻落到地面,它们运动轨迹的交汇点为A点。不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.两探测器一定在A点相遇
B.两探测器一定是在同一时刻被释放的
C.装置①与装置②释放的探测器水平方向的位移大小相等
D.两物体运动过程中,速度变化率大小始终相等,方向竖直向下
【答案】D
【详解】A.两探测器轨迹交汇于A点,但不是在A点相遇,它们在不同时刻经过A点,故A错误;
B.两探测器同时落地,但由于释放高度不同,所以释放时间不同,故B错误;
C.平抛运动水平方向做的是匀速直线运动,则水平位移为
虽然两探测器的初速度大小相等,但由于两探测器运动的时间不同,所以水平位移大小不相等,故C错误;
D.两物体均只受重力的作用,其加速度均为g,方向竖直向下,所以两物体运动过程中速度的变化率相同,故D正确。
故选D。
6.如图所示,从沿水平直线匀速飞行的飞机上落下一个物体,站在地面上的人看到物体是沿曲线下落的,飞机上的人看到物体是沿直线竖直下落的。关于上述观察结果所对应的参考系,下列说法正确的是( )
A.二者都以飞机为参考系
B.二者都以地面为参考系
C.地面上的人以飞机为参考系,飞机上的人以地面为参考系
D.地面上的人以地面为参考系,飞机上的人以飞机为参考系
【答案】D
【详解】由分析可知,物体从飞机上落下来后做的是平抛运动。以地面为参考系,物体的运动轨迹是曲线,故地面上的人是以地面为参考系进行观察的;由题图可以看出,物体下落过程始终在飞机的正下方,故飞机上的人是以飞机为参考系进行观察的。
故选D。
7.如图所示,质量为M的长方形铁箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为m的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.木块向右运动的加速度的大小为
B.木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为
C.若增大F,则木块受到铁箱内壁的摩擦力变大
D.若使铁箱突然停止运动,则木块将做自由落体运动
【答案】B
【详解】AB.以木块和铁箱为整体,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
以木块为对象,根据牛顿第二定律可得木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为,故A错误,B正确;
C.以木块为对象,竖直方向根据平衡条件可得
若增大F,木块受到铁箱内壁的摩擦力不变,故C错误;
D.若使铁箱突然停止运动,由于木块具有水平速度,所以木块将做平抛运动,故D错误。
故选B。
8.频闪摄影也可用于“探究平抛运动的特点”,如图甲是用频闪相机拍下了三个小球同时从O点开始运动:A球做初速度为的平抛运动,B球做自由落体运动,C球(穿在水平光滑杆上)以速度做水平匀速运动。则( )
A.甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题
B.甲图A球和B球进行对比与乙图研究的是同一个问题
【答案】A
【详解】由题可知,图甲中A球做平抛运动,C球在光滑水平杆上以相同的初速度做匀速直线运动,目的是为了验证平抛运动的水平方向运动是否为匀速直线运动,B球做自由落体运动,目的是为了验证平抛运动的竖直方向运动是否为自由落体运动;
对图乙,P球和Q球从相同轨道的同一高度滑下,两球脱离轨道后水平速度相同,Q球在光滑的水平面上做匀速直线运动,而P球做平抛运动,目的是为了验证平抛运动的水平方向运动是否为匀速直线运动。
因此甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题,故A正确B错误;
故选A。
9.(多选)从水平匀速直线飞行的直升机的同一位置先后向外自由释放两个物体,不计空气阻力,当两物体均在空中下落时,下列说法正确的是( )
A.从飞机上看,两物体均静止
B.从地面上看,两物体均做平抛运动
C.先释放的物体相对后释放的物体的速度不变
D.两物体的距离增大
【答案】BCD
【详解】A.从飞机上看,两物体均做自由落体运动,故A错误;
B.从地面上看,两物体均做平抛运动,故B正确;
CD.以后释放的物体为参考系,先释放的物体相对后释放的物体做匀速运动,因而两者速度差恒定,两者的距离越来越大,故CD正确。
故选BCD。
10.(多选)如图所示,在“探究平抛运动的特点”实验中,钢球从斜槽上静止释放,经光电门水平抛出。读取小球遮挡光电门的时间,测出小球的直径,可计算出小球的平抛初速度。下列措施正确的有( )
A.多次进行实验取平均值 B.释放钢球的位置要相同
C.释放钢球时轻轻松手 D.保证轨道末端水平
【答案】ABCD
【详解】A.多次进行实验取平均值可以减小偶然误差,故A正确;
BC.为了保证每次小球抛出时的速度相同,每次释放钢球的位置要相同,释放钢球时轻轻松手,故BC正确;
D.为了保证小球抛出时的速度处于水平方向,需要保证轨道末端水平,故D正确。
故选ABCD。
11.(多选)如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的两个小球a、b的运动轨迹,不计空气阻力,则( )
A.a比b的飞行时间长 B.a比b的飞行时间短
C.a的水平速度比b的小 D.a的初速度比b的大
【答案】BD
【详解】AB.由图像可以看出,a球抛出的高度小;根据可知,a球的运动时间短,故A错误、B正确;
CD.由图像可以看出,a、b两球的水平位移相比较,a的大,根据x = v0t可知,a球的初速度大,故C错误、D正确。
故选BD。
12.(多选)如图所示,是两个研究平抛运动的演示实验装置,对于这两个演示实验的认识,下列说法正确的是( )
A.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在水平方向上做匀速运动
B.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动
C.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动
D.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动
【答案】BC
【详解】AB.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动,B正确,A错误;
CD.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动,C正确,D错误。
故选BC。
13.(多选)用如图甲所示的实验装置研究平抛运动。竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸,MN是可上下调节的挡板。小钢球从斜槽中某高度由静止释放,从斜槽末端Q飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸,在白纸上留下印记;上下调节挡板,经多次实验,白纸上会留下钢球经过的多个位置,某次得到钢球做平抛运动的部分轨迹如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中y2 < 3y1
B.每次释放小球的位置要相同
C.每次向下移动挡板的高度可以不同
D.斜槽轨道必须光滑且斜槽末端要水平
【答案】ABC
【详解】A.钢球在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动,ab、bc在水平方向上等间距则时间间隔相等,设时间间隔为T,从抛出点到时间间隔为则,
则可得
因为,则
即,故A正确;
B.为了保证平抛初速度相同,从而得到相同的运动轨迹,需要每次释放钢球的位置要相同,故B正确;
C.移动挡板MN时,是否等高度变化不影响对平抛运动规律的研究,故C正确;
D.只要钢球释放高度相同,钢球与斜槽间的摩擦不影响对钢球平抛运动的研究,所以不需要必须光滑,但需要保证斜槽末端水平,故D错误。
故选ABC。
14.某小组在“研究平抛运动特点”的实验中,分别使用了图甲和图乙的实验装置。
(1)如图甲所示,小锤水平打击弹性金属片,A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地,则实验表明__________。
A.平抛运动竖直方向是自由落体运动
B.平抛运动水平方向是匀速直线运动
(2)图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹,图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置 (选填“较低”或“较高”)。
(3)如图丁所示,实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置,每个正方形小格的边长为5.00cm,g取,则该小球做平抛运动的初速度大小 m/s;B点的速度大小 m/s小球的抛出点是否在点 (选填“是”或“不是”)。
【答案】(1)A
(2)较高
(3) 1.5 2.5 不是
【详解】(1)在甲图所示的实验中,A球平抛,B球自由下落,同时落地,说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选A。
(2)两条平抛的轨迹,取相同的竖直高度,根据
可知平抛的时间相同,在水平方向上有
图线①的水平位移长,其初速度较大,需要从较高的位置滚下,才能获得较大初速度。
(3)[1]由题知,每个正方形小格的边长为L=5.00cm,由图丁,可知A、B的竖直位移为3L,B、C的竖直位移为5L,在竖直方向有
解得
又A、B与B、C的水平位移都为,则有
解得
[2]小球在B点的竖直分速度大小为
则小球在B点的速度大小为
[3]根据平抛运动规律,可得小球从抛出点到B点的时间为
小球从抛出点到B点的水平位移为
而由图丁可知点到B点的水平距离为
可知小球并没有经过点,则点不是小球做平抛运动的抛出点。
14.在“探究平抛运动的特点”实验中,
(1)某同学利用如图甲所示的实验装置记录小球的运动轨迹,下列说法正确的是________(多选)。
A.需要调节装置的底座螺丝,使背板竖直
B.上下移动倾斜挡板N时必须等间距下移
C.斜槽M可以不光滑,但斜槽轨道末端必须保持水平
D.为了得到小球的运动轨迹,需要用平滑的曲线把所有的点都连起来
(2)另一同学用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到小球运动部分照片如图乙所示,已知每个小方格边长10,当地的重力加速度g取10,其中第4个点处位置已被污迹覆盖。若以拍摄的第1个点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,则被拍摄到的小球在第4个点位置的坐标为( , ),小球平抛的初速度大小为 。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)AC
(2) 60 60 2.0
【详解】(1)A.平抛运动是在竖直平面内的运动,背板要竖直,否则小球在打到挡板前会撞到背板,故A正确;
B.上下移动倾斜挡板N时不需要等间距移动,故B错误;
C.实验需要保证小球飞出斜槽M的初速度方向为水平方向,大小一致,所以斜槽M可以不光滑,但斜槽轨道末端必须保持水平,故C正确;
D.由于打出的点存在偶然误差,有个别偏离轨迹太远的点要舍弃,其余的点尽量分布在光滑曲线的两侧,以减小误差,故D错误。
故选AC。
(2)[1]根据1、2、3点水平方向的距离均为2格,所以一个频闪照相的时间内水平位移
4点的横坐标为
保留两位有效数字得
[2]1、2点的竖直距离为1格,2、3点的竖直距离为2格,即,
由于是频闪照相,根据
得
解得,
所以4点的纵坐标为
保留两位有效数字得
[3] 小球平抛的初速度大小为
保留两位有效数字得
16.在做“研究平抛运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度,实验装置如图所示。
(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法: 。
(2)关于这个实验,下列说法正确的是________。
A.小球释放的初始位置越高越好
B.斜槽必须光滑
C.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触
(3)在做“研究平抛运动”的实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是________。
A. B. C. D.
【答案】(1)将小球放在斜槽末端(或木板上),如果小球能静止不动,则说明木板是水平的。
(2)CD
(3)C
【详解】(1)将小球放在斜槽末端(或木板上),如果小球能静止不动,则说明木板是水平的。
(2)A.小球释放的初始位置并非越高越好。位置过高会导致平抛初速度过大,小球飞出坐标纸范围,或者在坐标纸上留下的点过少,不利于测量,A错误;
B.斜槽不需要光滑,只要保证每次小球从同一位置由静止释放,就能保证小球到达斜槽末端时的速度相同,从而保证平抛初速度一致,B错误;
C.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直,确保 y 轴与重力方向一致,C正确;
D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触,避免因摩擦改变运动轨迹,D正确。
故选CD。
(3)在 “研究平抛运动” 实验中,坐标纸应固定在竖直木板上,且斜槽末端的切线需水平,坐标纸的原点应与斜槽末端小球球心在同一水平高度,同时坐标纸的竖边与铅垂线平行.
故选C。
17.某实验小组用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。他们将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,让钢球沿斜槽轨道滑下后从点水平飞出,落在水平挡板上。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,从而可以得到平抛运动的轨迹。不计空气阻力,重力加速度取。
回答下列问题:
(1)实验中应让钢球每次从 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下;
(2)若某次测得小钢球下落的高度,水平方向运动的距离,则钢球做平抛运动的初速度大小为 m/s;
(3)如图乙所示,在轨迹上取相邻且时间间隔相等均为的三点、、,竖直方向位移分别为、、,若平抛运动竖直方向为自由落体运动,则应满足与的差值为 (用、表示)。
【答案】(1)同一
(2)3
(3)
【详解】(1)为了获得相同的初速度,实验中应让钢球每次从同一位置由静止滚下。
(2)由平抛运动的规律可知
解得
水平方向有
解得
(3)若平抛运动竖直方向为自由落体运动,根据匀变速直线运动的推论有
可得
18.在“探究平抛运动的特点”的实验中,某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的规律。
(1)(多选)在该实验中,下列说法正确的是__________。
A.斜槽轨道必须光滑 B.斜槽轨道末端切线必须水平
C.将坐标纸上描出的点用直线依次连接 D.小钢球每次要从斜槽上同一位置由静止释放
(2)通过描点法来研究平抛运动的轨迹,先将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬木板上,让小钢球沿斜槽轨道滑下后从末端飞出,落在水平挡板上,并挤压白纸留下一个痕迹点。实验中,小组同学让钢球多次从斜槽上滚下,并在白纸上依次记下小球的位置,同学A、B的记录纸分别如图乙、丙所示,从图中可以看出同学A的错误最可能是 ,同学B的实验错误最可能是 ;(将正确选项前面的字母填在横线上)
A.斜槽末端不水平 B.小钢球与斜槽之间摩擦太大
C.每次由静止释放小钢球的位置不同 D.小钢球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高
(3)同学C采用频闪数码照相机连续拍摄的方法来获取小钢球平抛运动的轨迹,并得到如图丁所示的图片,图片中、、、是连续四次拍摄的小钢球所在的位置。
①方格纸中每个小方格的实际边长为,取重力加速度,在已探究并得出竖直方向的运动为自由落体运动的基础上,则可求得小钢球做平抛运动的初速度大小为 (保留小数点后一位数字);
②分析知点 (填“是”或“不是”)小钢球的抛出点。
【答案】(1)BD
(2) A C
(3) 不是
【详解】(1)B.为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动,则斜槽末端必须水平,故B正确;
AD.该实验中只要保证小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放,则可保证小球每次做平抛运动的初速度相同,不需要斜槽轨道必须光滑,故A错误,D正确;
C.由于平抛运动的轨迹为抛物线,因此应该用平滑的曲线将坐标纸上确定的点连接起来,故C错误。
故选BD。
(2)[1][2]A.斜槽末端不水平,使小球抛出时速度方向不水平,会造成乙图中出现的错误。
B.小球与斜槽之间摩擦太大对实验无影响,不会出现图乙、丙中的错误;
C.每次由静止释放小球的位置不同,小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小不同,即小球每次运动的抛物线轨迹不同,从而使记录的点迹呈现无规律的情况,会造成丙图中出现的错误;
D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高,从斜槽末端抛出时速度较大,会使记录的点迹所描绘的抛物线开口较大,不会出现图乙、丙中出现的错误;
故第一个空选A;第二个空选C。
(3)[1]竖直方向有
可得
则小球做平抛运动的初速度大小为
[2]小球在点的竖直分速度为
则小球在点的竖直分速度为
可知点不是小球的抛出点。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
$
5.3实验:探究平抛运动的特点(知识解读)(解析版)
•知识点1 探究平抛运动的特点
•知识点2 拓展创新实验
•作业 随堂检测
知识点1 探究平抛运动的特点
1、实验目的:描出平抛物体的运动轨迹和求出平抛物体的初速度。
2、实验原理:平抛运动可以看作是两个分运动的合成:一是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体运动的初速度;另一个是竖直方向的自由落体运动。利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标x和y,利用公式x=vt和就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的初速度。
3、实验器材:斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔。
4、实验步骤
(1)把斜槽放在桌面上,让其末端伸出桌面外,调节末端使其切线水平固定。
(2)在带有支架的木板上,用图钉钉好白纸,并让竖放木板左上方靠近槽口,使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行。(如图所示)
(3)把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上,描出点O,过O用重垂线描出竖直方向。
(4)让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下,在粗略确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并记下这一点,以后依次改变x值,用同样的方法确定其他各点的位置。
(5)把白纸从木板上取下来,用三角板过O作与竖直方向垂直的x轴,将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来,这就是小球平抛运动的轨迹。
5、数据处理(求平抛小球的初速度)
(1)以O点为原点,水平方向为x轴,竖直向下方向为y轴建立坐标系。
(2)在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点,测出它们的x、y坐标值,记到表格内。
(3)把测到的坐标值依次代入公式,求出小球平抛的初速度,并计算其平均值。
6、误差分析
(1)安装斜槽时,其末端切线不水平。
(2)小球每次滚下的初位置不尽相同。
(3)建立坐标系时,可能误将斜槽末端端口作为坐标原点。
(4)空气阻力使小球不是真正的平抛运动。
注意:
(1)实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平,木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触。
(2)小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下,即在斜槽上固定一个挡板,每次都从挡板位置释放小球。
(3)坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球心在木板上的水平投影点。
(4)要在斜槽上适当的高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由图板左上角到达右下角;要在平抛轨迹上选取距O点远一些的点来计算小球的初速度,这样可以减小测量误差。
【典例1】某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移x。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有__________。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.应选择质量较大,体积较小的小球
D.每次小球应从同一高度由静止释放
E.每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为h,水平位移为x,重力加速度为g,则小球的平抛初速度为 (用h、x、g表示)。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,以O点为坐标原点,当地重力加速度g取,小方格的边长。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,则小球平抛的初速度 m/s,小球抛出点的坐标为 。
【变式1-1】“探究平抛物体运动的特点”的实验装置如图所示,以小球平抛起点为坐标原点,描点画出平抛小球的运动轨迹是( )
A. B.C. D.
【变式1-2】(多选)下图是某实验小组探究平抛运动的特点时用频闪照相机拍到的小球做平抛运动的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的所示,照片中每个小方格的边长为10cm。已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A.为小球做平抛运动的抛出点 B.频闪照相机的拍照周期为
C.小球做平抛运动的初速度大小为 D.小球在处的速度大小为
【变式1-3】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硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端水平飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。某实验小组得到如图乙所示的痕迹点。
(1)下列实验要求正确的是______;
A.每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 B.挡板MN应等间距下移 C.所用的斜槽应光滑
(2)某同学用一张方格纸记录轨迹,确保了方格纸的左边缘为竖直方向,却忘记标注坐标原点,得到4个点迹如图丙所示。已知小方格的边长L=10cm,取重力加速度g=10m/s2,钢球水平抛出时的初速度v0 =
。(保留两位有效数字)
知识点2 拓展创新实验
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(图甲中P0P0′、P1P1′…),槽间距离均为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,每次让小球从斜轨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纸面内侧平移距离d,实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图乙所示。将这些点用平滑的曲线连接起来就得到小球平抛的轨迹。
注意:
(1)每次释放小球的位置必须完全相同,且由静止释放,以保证小球每次平抛的初速度一致。
(2)硬纸板 B 每次向纸面内侧平移的距离 d 必须相等,且插槽时要保持与木板 A 垂直,确保轨迹点的水平位移间隔均匀。
(3)斜槽末端必须水平,这样才能保证小球离开斜槽时的初速度方向严格水平,做标准的平抛运动。
【典例2】某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置如图(a)所示,斜槽轨道置于水平桌面上,板是一块水平放置的木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图(a)中、、…),槽间距均为,把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板上,用中垂线调整斜槽末端正好在的正上方。实验时依次将板插入板、、…插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。每打完一点后,把板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离,实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点。
(1)对于实验的操作要求,下列说法正确的是_____
A.斜槽轨道必须光滑 B.将小球放置在槽的末端,小球要能够静止
C.B板无须竖直放置 D.应该选用体积小、密度大的小球
(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了使记录纸上每两点之间的水平距离 小球在水平方向实际运动的距离(选填“大于”、“小于”、“等于”)
(3)该同学将B板从A板的某一插槽插入开始实验,并逐一往后面的插槽移动直至完成实验,得到实验结果如图(b)所示,并且在打第3个点(图(b)中的d点)时点迹很不清晰,该同学依然使用这一实验结果完成了实验。他测量出图(b)中bc的距离为,ce的距离为,则小球平抛初速度的计算式为
(用、、、表示)。
【变式2-1】如图所示,在“探究平抛运动的特点”实验中,钢球从斜槽上静止释放,经光电门水平抛出。读取小球遮挡光电门的时间,测出小球的直径,可计算出小球的平抛初速度。为了减小测量误差,下列措施正确的有( )
A.适当升高释放钢球的位置 B.适当降低释放钢球的位置
C.选择直径稍小的钢球 D.选择质量稍大的钢球
【变式2-2】(多选)亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图,父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏,两人相向站立,在父子的正中间放一金属框,各持一小球并将球水平抛出,下述抛球方式可能使两球都落在金属框中的有(不计空气阻力)( )
A.父亲以比儿子大的初速度将球抛出
B.父亲以比儿子小的初速度将球抛出
C.父亲以和儿子一样大的初速度将球抛出
D.父亲下蹲适当高度后再以和儿子一样大的初速度将球抛出
【变式2-3】某同学设计了一个研究平抛运动的实验,实验装置示意图如图(a)所示,A是一块水平木板,P0为水平轨道末端在A板上的投影,P0、P1的间距为x0,从P1开始,在A上等间距地开凿出一组平行的插槽(图中、、……),相邻槽间距离均为40cm。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上,实验时依次将B板竖直插入A板的、、……各插槽中,从斜槽轨道上释放小球打到B板,每打完一点后,把B板插入后一槽中,对应点依次标记为P1y、P2y、P3y……。将白纸取下,测得B板在插槽、记录的点到P1y点的距离分别为y1=15cm、y2=40cm,如图(b)所示,重力加速度g=10m/s2。则:
(1)现有以下材质的小球,实验中应当选用 。
A.乒乓球 B.钢球 C.泡沫球
(2)小球离开轨道时的速度大小为 m/s。
(3)小球撞击P3y时的速度大小为 m/s。
(4)P0和的间距x0为 m。
(5)若因操作不当,把B板从处平移到时,B板没有竖直,向左倾斜一较小角度,其他操作无误,则求出的小球离开轨道时的初速度比实际值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
1.关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A.平抛物体运动是变加速运动
B.平抛物体在空中运动时间随初速度增大而增大
C.平抛物体任意相等时间内的速度变化量相同
D.平抛物体单位时间内的速度变化量逐渐增大
2.如图所示,一辆平板车在水平路面上沿方向匀速行驶,固定在车上的箱子顶部用细绳悬挂一小球。某时刻细绳断裂,以地面为参考系,小球在绳子断裂后下落一小段时间内的运动情况可能是( )
A. B. C. D.
3.“探究平抛运动的特点”实验中,下列情况中不会影响实验探究结果的是( )
A.斜槽轨道不光滑 B.斜槽末端不水平
C.装置的背板不竖直 D.小球受到空气阻力不能忽略
4.当地时间1月3日凌晨,美国对主权国家委内瑞拉发动军事行动,强行非法绑架总统马杜罗并将其转移至美国境内。面对美方公然践踏《联合国宪章》的行径,国际社会的愤怒正在升级,多个国家和国际组织表示强烈谴责。视频资料显示,执行绑架马杜罗任务的直升机以约100英尺(约30米)的高度贴着海面飞行时,位于直升机底部的一块金属部件自然脱落。忽略空气阻力,金属部件脱落后( )
A.水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动
B.水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动
C.水平方向和竖直方向均做匀加速直线运动
D.水平方向和竖直方向均做匀速直线运动
5.如图所示,在同一竖直平面内,两套自动投放装置分别安装在不同高度的固定平台上。装置①与装置②分别以大小相等、方向相反的水平初速度释放两个小型探测器,释放后探测器只受重力作用,且两探测器恰好在同一时刻落到地面,它们运动轨迹的交汇点为A点。不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.两探测器一定在A点相遇
B.两探测器一定是在同一时刻被释放的
C.装置①与装置②释放的探测器水平方向的位移大小相等
D.两物体运动过程中,速度变化率大小始终相等,方向竖直向下
6.如图所示,从沿水平直线匀速飞行的飞机上落下一个物体,站在地面上的人看到物体是沿曲线下落的,飞机上的人看到物体是沿直线竖直下落的。关于上述观察结果所对应的参考系,下列说法正确的是()
A.二者都以飞机为参考系
B.二者都以地面为参考系
C.地面上的人以飞机为参考系,飞机上的人以地面为参考系
D.地面上的人以地面为参考系,飞机上的人以飞机为参考系
7.如图所示,质量为M的长方形铁箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为m的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.木块向右运动的加速度的大小为
B.木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为
C.若增大F,则木块受到铁箱内壁的摩擦力变大
D.若使铁箱突然停止运动,则木块将做自由落体运动
8.频闪摄影也可用于“探究平抛运动的特点”,如图甲是用频闪相机拍下了三个小球同时从O点开始运动:A球做初速度为的平抛运动,B球做自由落体运动,C球(穿在水平光滑杆上)以速度做水平匀速运动。则( )
A.甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题
B.甲图A球和B球进行对比与乙图研究的是同一个问题
9.(多选)从水平匀速直线飞行的直升机的同一位置先后向外自由释放两个物体,不计空气阻力,当两物体均在空中下落时,下列说法正确的是( )
A.从飞机上看,两物体均静止
B.从地面上看,两物体均做平抛运动
C.先释放的物体相对后释放的物体的速度不变
D.两物体的距离增大
10.(多选)如图所示,在“探究平抛运动的特点”实验中,钢球从斜槽上静止释放,经光电门水平抛出。读取小球遮挡光电门的时间,测出小球的直径,可计算出小球的平抛初速度。下列措施正确的有( )
A.多次进行实验取平均值 B.释放钢球的位置要相同
C.释放钢球时轻轻松手 D.保证轨道末端水平
11.(多选)如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的两个小球a、b的运动轨迹,不计空气阻力,则( )
A.a比b的飞行时间长 B.a比b的飞行时间短
C.a的水平速度比b的小 D.a的初速度比b的大
12.(多选)如图所示,是两个研究平抛运动的演示实验装置,对于这两个演示实验的认识,下列说法正确的是( )
A.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在水平方向上做匀速运动
B.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动
C.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动
D.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动
13.(多选)用如图甲所示的实验装置研究平抛运动。竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸,MN是可上下调节的挡板。小钢球从斜槽中某高度由静止释放,从斜槽末端Q飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸,在白纸上留下印记;上下调节挡板,经多次实验,白纸上会留下钢球经过的多个位置,某次得到钢球做平抛运动的部分轨迹如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中y2 < 3y1
B.每次释放小球的位置要相同
C.每次向下移动挡板的高度可以不同
D.斜槽轨道必须光滑且斜槽末端要水平
14.某小组在“研究平抛运动特点”的实验中,分别使用了图甲和图乙的实验装置。
(1)如图甲所示,小锤水平打击弹性金属片,A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地,则实验表明__________。
A.平抛运动竖直方向是自由落体运动
B.平抛运动水平方向是匀速直线运动
(2)图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹,图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置 (选填“较低”或“较高”)。
(3)如图丁所示,实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置,每个正方形小格的边长为5.00cm,g取,则该小球做平抛运动的初速度大小 m/s;B点的速度大小 m/s小球的抛出点是否在点 (选填“是”或“不是”)。
14.在“探究平抛运动的特点”实验中,
(1)某同学利用如图甲所示的实验装置记录小球的运动轨迹,下列说法正确的是________(多选)。
A.需要调节装置的底座螺丝,使背板竖直
B.上下移动倾斜挡板N时必须等间距下移
C.斜槽M可以不光滑,但斜槽轨道末端必须保持水平
D.为了得到小球的运动轨迹,需要用平滑的曲线把所有的点都连起来
(2)另一同学用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到小球运动部分照片如图乙所示,已知每个小方格边长10,当地的重力加速度g取10,其中第4个点处位置已被污迹覆盖。若以拍摄的第1个点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,则被拍摄到的小球在第4个点位置的坐标为( , ),小球平抛的初速度大小为 。(结果均保留两位有效数字)
16.在做“研究平抛运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度,实验装置如图所示。
(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法: 。
(2)关于这个实验,下列说法正确的是________。
A.小球释放的初始位置越高越好
B.斜槽必须光滑
C.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触
(3)在做“研究平抛运动”的实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是________。
A. B. C. D.
17.某实验小组用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。他们将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,让钢球沿斜槽轨道滑下后从点水平飞出,落在水平挡板上。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,从而可以得到平抛运动的轨迹。不计空气阻力,重力加速度取。
回答下列问题:
(1)实验中应让钢球每次从 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下;
(2)若某次测得小钢球下落的高度,水平方向运动的距离,则钢球做平抛运动的初速度大小为 m/s;
(3)如图乙所示,在轨迹上取相邻且时间间隔相等均为的三点、、,竖直方向位移分别为、、,若平抛运动竖直方向为自由落体运动,则应满足与的差值为 (用、表示)。
18.在“探究平抛运动的特点”的实验中,某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的规律。
(1)(多选)在该实验中,下列说法正确的是__________。
A.斜槽轨道必须光滑 B.斜槽轨道末端切线必须水平
C.将坐标纸上描出的点用直线依次连接 D.小钢球每次要从斜槽上同一位置由静止释放
(2)通过描点法来研究平抛运动的轨迹,先将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬木板上,让小钢球沿斜槽轨道滑下后从末端飞出,落在水平挡板上,并挤压白纸留下一个痕迹点。实验中,小组同学让钢球多次从斜槽上滚下,并在白纸上依次记下小球的位置,同学A、B的记录纸分别如图乙、丙所示,从图中可以看出同学A的错误最可能是 ,同学B的实验错误最可能是 ;(将正确选项前面的字母填在横线上)
A.斜槽末端不水平 B.小钢球与斜槽之间摩擦太大
C.每次由静止释放小钢球的位置不同 D.小钢球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高
(3)同学C采用频闪数码照相机连续拍摄的方法来获取小钢球平抛运动的轨迹,并得到如图丁所示的图片,图片中、、、是连续四次拍摄的小钢球所在的位置。
①方格纸中每个小方格的实际边长为,取重力加速度,在已探究并得出竖直方向的运动为自由落体运动的基础上,则可求得小钢球做平抛运动的初速度大小为 (保留小数点后一位数字);
②分析知点 (填“是”或“不是”)小钢球的抛出点。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。