2026届高三物理二轮复习专项训练:物理力学实验专题 探究平抛运动的特点问题
2026-03-22
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 平抛运动 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.82 MB |
| 发布时间 | 2026-03-22 |
| 更新时间 | 2026-03-22 |
| 作者 | 喵m喵 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56952140.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026届高三物理二轮复习专项训练:物理力学实验专题 探究平抛运动的特点问题
1.某同学为探究平抛运动的竖直方向分运动的特点,采用如图所示的实验装置。实验中,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,做平抛运动;同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动,观察两球的运动轨迹。
(1)A球与B球 __________落地(选填“先后”或“同时”);
(2)从这个实验看,平抛运动在竖直方向的分运动是__________运动(选填“自由落体”或“匀速直线”)。
2.实验小组利用下面三种方法来研究平抛运动。
(1)甲图中,小球从坐标原点О水平抛出,做平抛运动,两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球,在两个坐标轴上留下了小球的两个影子,其中影子2做__________运动。
(2)乙图中两个完全相同的斜槽M、N,N置于可视为光滑的水平地面上,M在N正上方且两斜槽在同一竖直平面内,从斜槽最高点同时释放两个完全相同的小球P、Q,Р球落地时正好与О球相碰,可判断Р球水平方向做_____________运动。
(3)如图丙研究斜面上的平抛运动。实验装置如图a所示,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的水平射程x,最后作出了如图b所示的x-tanθ图像,g=10m/s2,则:由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度=_________m/s。
3.某学习小组利用相机和刻度尺研究小球做平抛运动的规律。他们用相机拍摄小球抛出后的位置变化,每隔相同时间拍摄一张照片。
①小球在抛出瞬间拍摄一张照片,标记小球位置为M(抛出点),然后依次连续拍下两张小球照片并标记位置N和P;
②经测量,MN、NP两线段的长度分别为、;
③若忽略空气阻力,
(1)__________(选填“等于”“大于”或“小于”);
(2)小球从M到P的平均速度大小__________(选填“等于”“小于”或“大于”)。
4.小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,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)他观察到的现象是:小球A、B_______(填“同时”或“先后”)落地;
(2)上述现象说明:平抛运动的时间与_________大小无关,平抛运动的竖直分运动是_________运动;
(3)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),结合实验中重锤方向确定坐标系,丙图中小方格的边长均为0.05m,g取10m/s2,则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。
5.(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向做匀速运动,②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图甲所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,两球总是同时落到地面,这个实验______
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)在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。如图乙是用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,则由图可知小球从a运动到b和b运动到c的时间是______(填“相等”或“不相等”)的,小球平抛的初速度的计算式为______(用L、g表示)。
6.同学们用频闪相机对小球做平抛运动的部分轨迹进行了记录研究,如图所示。已知小方格的实际边长为,、A、、为小球运动轨迹上连续拍摄的四个点,重力加速度为,关于本实验:(结果均用、表示)
(1)本实验中频闪相机的拍摄周期为______。
(2)小球的水平速度大小为______。
(3)小球在点的速度大小为______。
7.某同学用如图所示的装置探究平抛运动的特点,固定在水平地面上的斜面上方的弧形轨道末端水平,小球从弧形轨道上不同位置下滑,从末端水平飞出,在末端P点有一速度传感器(图中未画出),可测出小球经点做平抛运动的初速度。改变小球的释放位置,从而改变小球在P处的速度,测出小球的落点到OP的距离x,记录的数据如表格中所示。当地重力加速度大小,若用直尺测得斜面的高度_________m,斜面的长度_________m,就验证了平抛运动的规律。(结果均保留两位小数)
序号
x/cm
1
2.7
108.0
2
2.1
84.0
3
1.8
72.0
4
1.2
39.2
5
0.6
9.8
8.某实验小组探究平抛运动的特点。
(1)实验采用图示装置,将白纸和复写纸重叠并固定在竖直背板上,钢球在斜槽中某一高度滚下,从末端水平飞出,落在挡板上,在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重复实验,在白纸上留下若干痕迹点。为正确研究钢球运动的规律,将白纸从背板上取下前还应根据___________在白纸上标记竖直方向;
(2)利用手机和计算机可以方便地记录钢球做平抛运动的轨迹并分析其运动规律。该实验小组利用视频处理软件分析钢球某次平抛运动的录制视频,得到的水平位移和竖直位移随时间变化的图像如图所示。图中图线___________(选填“甲”或“乙”)为水平位移随时间变化的图线,此次钢球做平抛运动的初速度为___________米/秒。
9.某实验小组探究平抛运动的特点,实验时使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个小方格的边长为1cm。在实验中测得的小球影像的高度差已经在如图中标出。
(1)在实验中测得的小球影像水平间距相同,可验证平抛运动的小球在水平方向做的是__________运动:
(2)小球运动到上图中位置A时,其速度的水平分量大小为__________m/s,当地的重力加速度大小为
__________m/s2;(结果均保留2位有效数字)
(3)利用手机和计算机可以方便地记录钢球做平抛运动的轨迹并分析其运动规律。该实验小组利用视频处理软件分析钢球某次平抛运动的录制视频,得到的水平位移和竖直位移随时间变化的图像如图所示。图中图线__________(选填“甲”或“乙”)为水平位移随时间变化的图线,此次钢球做平抛运动的初速度为__________m/s。(结果保留2位有效数字)
10.(1)利用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验,下列实验条件必须满足的有______。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.每次必须严格地等距离下降记录钢球位置
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)若用频闪摄影方法来研究小球的平抛运动。图乙为记录下的频闪照片,x轴和y轴分别位于水平和竖直方向,照片中两个小球分别从同一高度平抛和自由下落,则根据照片可判断平抛运动在竖直方向的分运动为________运动。已知频闪周期为T,测得平抛小球在x轴上的坐标值后,用下列各式计算水平初速度,忽略空气阻力,测量时相对误差较小的是______
A. B. C. D. E. F.
11.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图1所示的装置。实验操作的主要步骤如下:
A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,木板与槽口之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直
B.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
C.将木板沿水平方向向右平移一段距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
D.再将木板水平向右平移同样距离x,让小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,在白纸上得到痕迹C
若测得,A、B间距离,B、C间距离,已知当地的重力加速度g取
(1)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以计算出小球平抛的初速度______;
(2)关于该实验,下列说法中不正确的是______
A.斜槽轨道不一定光滑
B.每次释放小球的位置必须相同
C.每次小球均需由静止释放
D.小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度h,再由机械能守恒求出
(3)另外一位同学根据测量出的不同x情况下的和,令,并描绘出了如图2所示的图像,若已知图线的斜率为k,则小球平抛的初速度大小与k的关系式为__________。
12.某小组探究小球做平抛运动的规律。
步骤一:探究平抛运动竖直分运动的特点
在如图甲所示实验中,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球被释放,自由下落。
(1)请预测可能观察到的实验现象是:_____。
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复实验,发现实验现象类似。上述实验表明,平抛运动在竖直方向分运动为:_____。
步骤二:探究平抛运动水平分运动的特点
让小球从如图乙装置上由静止释放,用手机录像功能拍摄小球做平抛运动的过程。录像每秒30帧,即每相邻两帧的时间间隔为。现采用逐帧分析的办法,拼叠各帧画面,还原小球平抛运动轨迹如图丙。标记1、2、3分别为小球运动轨迹上相邻三帧的位置,坐标分别用、表示,以下角标作为区分。
(1)标记1、3两处的时间间隔为:_____。
(2)O为抛出点,且。若要证明水平分运动为匀速直线运动,则需证明比例式:_____成立。
13.图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置,斜槽末端保持水平,且末端口N与小球Q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,电路立即断开,使电磁铁释放小球Q,发现两小球同时落地,改变H大小,重复实验,P、Q仍然同时落地,实验中不计空气阻力影响。
(1)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
(2)若用一张印有小方格(小方格的边长为L)的纸记录P小球的轨迹,P以同一初速度平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,重力加速度为g,根据图中情况可以判断,a点______(选填“是”或“不是”)小球P的平抛初始位置;小球P做平抛运动的初度大小为_______。
14.某学习小组利用智能手机的连拍功能探究平抛运动的规律进行了如下实验。
①将小球以某初速度水平抛出,使用手机的连拍功能进行拍摄;
②某次拍摄时,小球在抛出瞬间恰好拍下一张照片,拍摄的照片编辑后如图所示,图中处为小球抛出瞬间的影像;
③经测量,两线段的长度之比为。
已知该手机相邻两次连拍的时间间隔为,重力加速度大小为,忽略空气阻力。
(1)之间的水平距离理论上满足___________(填“<”或“=”或“>”);
(2)之间实际下落的竖直高度为___________(用表示);
(3)小球抛出时的初速度大小为___________(用表示)。
15.为了研究平抛运动,某同学用如甲图所示的装置进行实验。
(1)下列操作中,必要的是______。
A.通过调节使斜槽末端保持水平
B.每次都需要从不同位置由静止释放小球
C.通过调节使木板保持竖直
D.尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦
(2)该同学得到的痕迹点如图乙所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验时______。
A.小球释放的高度偏高 B.小球释放的高度偏低
C.小球没有被静止释放 D.挡板MN未水平放置
(3)如丙图所示,在通过实验得到的平抛轨迹上以A点为坐标原点建立坐标系,B、C两点的坐标值也已标出,则可以推断出小球做平抛运动的初速度大小_____。(取)
16.某实验小组用定点描迹法研究平抛运动的规律,实验装置如图甲所示,斜槽末端水平,钢球从斜槽上滚下,冲过斜槽末端飞出后做平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置由静止滚下,钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。实验时把笔尖放在钢球可能经过的位置,如果钢球碰到笔尖后,笔尖在白纸上画出的短线段与最后连成的轨迹的切线大致一致(如图乙中A),就说明笔尖原来的位置是球心经过的位置,照此方法确定更多的点,然后用平滑的曲线将这些点连起来就得到一条平抛运动的轨迹。
(1)图甲中的实验装置还缺少________。
(2)下列对本实验的操作要求正确的有________(填正确答案标号)。
A.固定白纸的木板一定要竖直安装
B.钢球每次在斜槽上应在同一点由静止释放,且释放的位置越高越好
C.最终描绘轨迹时应以斜槽末端上沿为抛出点
(3)正确描绘平抛运动的轨迹后,在轨迹上取若干点,测出这些点的横坐标和纵坐标,作出图像,得到一条过原点的直线,如图丙所示,可得出结论为平抛运动的轨迹为抛物线。若该直线的斜率为,当地的重力加速度为,则钢球做平抛运动的初速度可表示为________。
17.某兴趣小组利用斜槽和多个相同小玻璃球来研究平抛运动的特点,部分实验装置如图所示。
主要实验步骤如下:
① 将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁,调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直);
② 依次将多个相同小玻璃球从斜槽上同一位置由静止释放;
③ 玻璃球运动过程中,用手机对玻璃球进行拍摄,选择满意的照片进行分析处理。
试回答下列问题:
(1)以下操作中,必须的是______(单选,填正确答案标号)。
A.斜槽尽可能光滑 B.斜槽末端切线水平 C.玻璃球体积适当大些
(2)如题,某次实验所拍照片中同时出现了三个小球。已知该方格纸每小格的边长为5cm,当地重力加速度g取10m/s2,忽略空气阻力,则玻璃球做平抛运动的水平初速度____m/s,图中A球所在位置到斜槽末端的水平距离______m。
18.采用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。
(1)以下实验过程的一些做法,其中合理的有___________。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
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
(2)画出小球平抛轨迹后,在平抛轨迹中取四个位置如图中的a、b、c、d所示,若每个小方格的边长。则小球经过b点时的速度大小___________。()
19.学习小组利用距离传感器研究平抛运动的规律,实验装置如图甲所示。某次实验中计算机记录了不同时刻物体A的位置坐标,并得到小球从开始的每个位置在水平和竖直方向上的投影位置,如图乙所示,已知相邻点的时间间隔均为。把各点用平滑的曲线连接起来就是平抛运动的轨迹。
(1)下列有关实验的说法正确的是______
A.该实验要测得平抛运动的初速度,必须记录小球抛出瞬间的位置
B.安装实验器材时,必须保证轨道末端切线水平
C.图乙中小球水平方向上相邻点间距离相等,说明水平方向为匀速直线运动
(2)在上述实验中,学习小组已将实验器材的轨道末端调至水平,则下列方法中,能证明小球在竖直方向做自由落体运动的是_____
A.根据竖直方向上的投影得到相邻点间的距离、…,然后在误差允许的范围内,验证是否成立
B.根据竖直方向上的投影得到相邻点间的距离…,然后在误差允许的范围内,验证(g为当地重力加速度)是否成立
C.根据竖直方向上的投影任取某点的竖直方向上的坐标y,然后算出坐标原点处的点到该点的时间t,最后在误差允许的范围内,验证(g为当地重力加速度)是否成立
(3)若测出重力加速度,描点连线画出图线为过原点的一条直线,如图丙所示,则说明平抛运动的轨迹为______(选填“双曲线”或“抛物线”),可求出平抛运动的初速度为________m/s(结果保留2位有效数字)。
20.某实验小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验。
(1)除了铁架台、木板、小球、斜槽、挡板、铅笔、图钉、坐标纸之外,下列器材中还需要的是__________。
A.秒表 B.天平 C.重垂线 D.弹簧测力计
(2)在正确操作下,得到如图乙所示的平抛运动图像(只画出3个位置的情况),图中背是方格的边长均为,取重力加速度大小,则小球从A点运动到B点所用的时间为__________s、小球运动到B点时竖直方向的分速度的大小为__________。
21.如图所示,在“探究平抛运动规律”的实验中:
(1)甲同学利用甲图装置进行实验,每次释放小球的位置都相同,并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点,已知坐标纸每小格的边长,该小球做平抛运动的初速度大小为________(g取,结果保留2位有效数字)。
(2)乙同学在研究平抛运动时发现,若小球下落相同高度,平抛初速度越大,水平射程也越大,他依据这一规律,用如图甲所示装置来“验证动量守恒定律”,将碰撞恢复系数的定义为,其中和分别是碰撞前两小球的速度,和分别是碰撞后两小球的速度,该实验小球碰撞恢复系数的表达式为__________(用题目中字母表达),若测得___________,可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。
(3)完成上述实验后,丙同学对上述装置进行了改造,如图乙所示,图中圆弧为圆心在斜槽末端的圆弧。使小球a仍从斜槽上原固定点由静止滚下,重复开始的实验,得到两球落在圆弧上的平均位置为。测得斜槽末端与三点的连线与竖直方向的夹角分别为,小球a,b的质量分别为,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026届高三物理二轮复习专项训练:物理力学实验专题 探究平抛运动的特点问题》参考答案
1.(1)同时
(2)自由落体
【详解】(1)实验中,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,做平抛运动,同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动,观察到两球同时落地。
(2)由于两球同时落地,所以两球运动时间是相同的,由于没有规定的竖直高度,所以任何高度时,两球都是同时落地,说明平抛运动的竖直方向运动是自由落体运动。
2.(1)自由落体
(2)匀速直线
(3)1/
【详解】(1)[1]因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,所以影子2做自由落体运动。
(2)[1]M在N正上方且两斜槽在同一竖直平面内,从斜槽最高点同时释放两个完全相同的小球P、Q,Р球落地时正好与О球相碰,可判断Р球水平方向做匀速直线运动。
(3)[1]物体在水平方向有
在竖直方向有
所以
结合图线可得
所以
3.(1)大于
(2)等于
【详解】(1)[1]MN、NP两线段与水平方向的夹角分别为、,根据两段运动的时间相等,竖直位移有
因,故,填大于。
(2)[1]小球从M到P的平均速度大小为
N点速度为
故等于。
4.(1)同时
(2) 初速度 自由落体
(3)1.5
【详解】(1)他观察到的现象是:小球A、B同时落地。
(2)[1][2]上述现象说明:平抛运动的时间与初速度大小无关,平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
(3)小球在竖直方向做自由落体运动,则
其中
代入数据,解得
所以,小球运动中水平分速度的大小为
5. B 相等
【详解】(1)[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,说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
故选B。
(2)[2]由图可知小球从a运动到b和b运动到c的水平位移相等,可知,小球从a运动到b和b运动到c的时间相等。
[3]根据题意,设相等时间为,竖直方向上,由逐差法有
水平方向有
联立解得
6.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据图像可知,相邻点迹之间的时间间隔相等,等于频闪相机的拍摄周期,小球在竖直方向做自由落体运动,则有
解得
(2)小球水平方向做匀速直线运动,则有
(3)小球在点的竖直方向的分速度
小球在点的速度大小为
结合上述解得
7. 0.78 0.98
【详解】[1]根据题意可知,前三组数据满足
可得前三组数据小球一定落在水平面上,根据任一组数据结合平抛运动规律可得,斜面的高度
[2]由后两组数据有
可得,后两组数据小球落在斜面上,设斜面的倾角为,由平抛运动规律有
结合最后两组数据有
由几何关系有
解得
8.(1)铅垂线
(2) 甲 2
【详解】(1)为正确研究钢球运动的规律,将白纸从背板上取下前还应根据铅垂线在白纸上标记竖直方向
(2)[1][2]水平方向,钢球做匀速直线运动,所以位移随时间均匀增大,即图线甲为水平位移随时间变化的图线,此次钢球做平抛运动的初速度为
9.(1)匀速直线
(2) 1.0 9.7
(3) 甲 2.0
【详解】(1)因为小球在相同时间内,水平方向的位移相等,所以平抛运动的小球在水平方向做的是匀速直线运动。
(2)[1]因小球水平方向做匀速直线运动,因此速度为
[2]由竖直方向的自由落体运动可得
(3)[1]钢球做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,故对应的图像应为一条倾斜的直线,故图线甲为水平位移随时间变化的图线;
[2]根据图像中甲的斜率表示物体的初速度,故初速度大小为
10. BD/DB 自由落体 F
【详解】(1)[1]ABD.实验要求每次都从相同位置静止释放,并且斜槽末端水平,这样平抛运动的水平初速度都相同,A错误,BD正确;
C.只要记录小球下落在不同高度时的不同位置即可,不需要等高度下降,C错误。
故选BD。
(2)[2][3]根据照片可知,平抛运动的小球与自由落体运动的小球始终在同一高度,说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动。距离越大,计算得出的平均速度误差越小。
故选F。
11. 2 D
【详解】(1)[1]小球在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,所以
解得
小球平抛的初速度为
(2)[2]ABC.实验中需要小球每次做平抛运动的轨迹相同,即从斜槽末端抛出时的初速度相同,所以每次释放小球的位置必须相同,且每次小球均需由静止释放,而斜槽轨道并不一定要光滑,故ABC正确;
D.由于斜槽不可能完全光滑,且存在空气阻力,所以不能由机械能守恒求解小球的初速度,故D错误。
本题选错误的,故选D。
(3)[3]根据(1)题分析可知
整理得
所以
解得
12. 在误差允许的范围内两球同时落地或听到同时落地的撞击声 自由落体运动
【详解】步骤一(1)[1]根据平抛运动规律可知,可观察到的现象是:在误差允许的范围内两球同时落地或者听到同时落地的撞击声;
(2)[2]实验表明平抛运动在竖直方向分运动为自由落体运动;
步骤二(1)[3]由于每相邻两帧的时间间隔为,则标记1、3两处的时间间隔为
(2)[4]O为抛出点,且,根据匀变速直线运动规律可知时间之比为,若水平方向为匀速直线运动,则根据水平方向匀速直线运动规律
可知
13.(1)D
(2) 不是
【详解】(1)由于两小球同时落地,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。
故选D。
(2)[1]各点水平方向间距相等,则时间相等,竖直方向做自由落体运动,若a为初始点,则相等时间各点竖直位移之比为1:3:5…,由图可知a不是初始点。
[2]竖直方向有
水平方向有
解得
14. =
【详解】(1)[1]小球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,相等时间距离相等;
(2)[2]之间实际下落的竖直高度
(3)[3]小球从A到B,位移关系
小球从B到C,位移关系
解得
15.(1)AC
(2)AC
(3)1
【详解】(1)[1]A.为了使小球离开斜槽后做平抛运动,需要调节斜槽末端水平,A正确;
B.为了使小球每次离开斜槽后的速度相同,需要在同一位置静止释放小球,B错误;
C.为了使小球向下的运动在竖直方向上,需要调节木板保持竖直,C正确;
D.只要使小球每次离开斜槽后的速度相同,在同一位置释放即可,无需减小小球与斜槽之前的摩擦,D错误。
故选AC。
(2)[2]由图可知,第3个痕迹点与其它痕迹点偏差较大,原因可能是离开斜槽是的速度较大,使离开斜槽时速度偏大的原因可能是小球释放高度偏高,小球没有静止释放,AC正确。
故选AC。
(3)[3]由图可知、两点间的水平位移等于、两点间的水平位移,则、两点间的时间间隔等于、两点间的时间间隔,在竖直方向上根据逐差公式可知
解得、两点间的时间间隔为
则小球做平抛运动的初速度大小为
【点睛】本题(3)问中,题中并未提及运动轨迹为从平抛运动开始的运动轨迹,所以要通过观察轨迹图像,利用逐差法计算出各个轨迹点的时间间隔为解题关键。
16.(1)重垂线
(2)A
(3)
【详解】(1)图甲中还缺少重垂线,重垂线用于:①检测木板是否竖直;②在白纸上确定竖直方向。
(2)A.平抛运动的轨迹在竖直平面内,因此木板一定要竖直安装,A正确;
B.钢球释放的位置应使得钢球大致从白纸的右下角离开最好,并不是越高越好,B错误;
C.本实验描绘的是球心的运动轨迹,因此抛出点的位置应在斜槽末端上方高度为钢球半径处,C错误。
故选A。
(3)由平抛运动规律可知,水平方向有
竖直方向有
联立可得
依题意可知
解得
17.(1)B
(2) 0.15
【详解】(1)A.由于玻璃球每次都从斜槽上同一位置由静止开始运动,无论斜槽是否光滑,玻璃球到达斜槽末端的速度相同,故A错误;
B.由于本实验研究平抛运动,斜槽末端切线必须水平,故B正确;
C.玻璃球体积大不利于确定位置,故C错误。
故选B。
(2)[1]玻璃球在水平方向做匀速直线运动,因此由A到B和由B到C的时间相等,设为T,设图2中A所在位置的竖直速度为,正方形小方格的边长d=5cm,则在竖直方向,由A到C有
解得
由A到B有
解得
玻璃球做平抛运动的水平初速度
[2]图2中A所在位置到斜槽末端的水平距离
18. AC/CA 1
【详解】(1)[1]A.为了使小球做平抛运动,安装斜槽轨道,应使其末端保持水平,A正确;
BC.为了使小球平抛的初速不变,每次小球应从同一高度由静止释放,B错误,C正确;
D.应该用平滑曲线画出小球平抛轨迹,D错误。
故选AC。
(2)[2]a、b间及b、c间的水平距离相等,可知a、b间及b、c间的时间间隔相等,竖直方向根据
解得
水平方向做匀速直线运动,则有
解得小球平抛的初速度为
竖直方向,根据中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得
由运动的合成可得
代入数据联立解得
19.(1)BC
(2)B
(3) 抛物线 0.70
【详解】(1)A.要测得平抛运动的初速度,无需记录小球抛出瞬间的位置,故A错误;
B.安装实验器材时,必须保证轨道末端切线水平,使得物体A做平抛运动,故B正确;
C.图乙中小球水平方向上相邻点间距离相等,且相邻点间的时间相同,故为匀速直线运动,C正确。
故选BC。
(2)A.只能验证其竖直方向做匀加速直线运动,并不能证明是自由落体运动,故A错误;
B.可以验证物体在竖直方向做自由落体运动,故B正确;
C.只选取其中一个点验证可能存在偶然性,故不能说明其竖直方向为自由落体运动,故C错误。
故选B。
(3)[1]由图丙可知,图线为过原点的一条直线,则有
其中k为定值,说明平抛运动的轨迹为抛物线。根据平抛运动的规律,在水平方向有
在竖直方向有
联立可得
即平抛运动的轨迹为抛物线。
[2]根据上述分析可知斜率为
由图丙可得
联立解得
20.(1)C
(2) 0.08 1.6
【详解】(1)利用重垂线确定y轴方向,从而确定x轴,因此还需要的是重垂线。
故选C。
(2)[1][2]由于水平方向做匀速运动,可知相邻两点间时间间隔相等;在竖直方向上,根据
可得时间间隔
根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度,小球运动到B点时竖直方向的分速度的大小为
21. 1.5 1
【详解】(1)[1]相邻落点在水平方向的距离相等,则相邻落点间的运动时间相同,竖直方向做自由落体运动,根据匀变速直线运动相邻相等时间内位移差为定值
则相邻落点间的时间为
该小球做平抛运动的初速度大小为
两小球离开轨道末端做平抛运动的高度相同,从离开轨道末端到落地的时间相同,设为t,则小球在碰撞前的速度为
碰撞后的速度为
小球在碰撞前的速度为
碰撞后的速度为
碰撞恢复系数为
若碰撞过程为弹性碰撞,则机械能守恒则
即
两小球的动量变化量相等
解得
则有
若测得,可以判定小球的碰撞为弹性碰撞;
(3)测得斜槽末端与的连线与竖直方向的夹角为,由平抛规律
设斜槽末端与M的连线长度为R(即圆弧半径为R)
解得
测得斜槽末端与连线与竖直方向的夹角为,同理可得
测得斜槽末端与的连线与竖直方向夹角为,同理可得
由动量守恒
化简可得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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