2019高中物理 第五章 曲线运动 3 实验研究平抛运动习题 新人教版必修2.doc

13 3 实验实验研究平抛运动研究平抛运动1(多选)为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图 L531 所示的装置进行实验小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时 B 球被松开， 自由下落关于该实验，下列说法中正确的有( )图 L531 A两球的质量应相等 B两球应同时落地 C应改变装置的高度，多次实验 D实验也能说明 A 球在水平方向上做匀速直线运动 2(多选)在做“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是( ) A安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直 B安装有斜槽的木板时，只要注意小球不和木板发生摩擦就可以 C每次实验都要把小球从同一位置由静止释放 D实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律 3如图 L532 所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处， 轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制， 通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球 A、B，断开开关，两个小球同时开始运动离开圆 弧轨道后，A 球做平抛运动，B 球进入一个光滑的水平轨道，则：图 L532 (1)B 球进入水平轨道后将做_运动；改变 A 球所在圆弧轨道的高度，多次重复 上述实验过程，总能观察到 A 球正好砸在 B 球上，由此现象可以得出的结论是 _ (2)若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的 P 点处，固定在竖直板上的方格纸的 正方形小格边长均为 5cm，则可算出 A 铁球到达 P 点的速度为_m/s.(g 取 10m/s2， 结果保留两位小数) 4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 L533 甲所示， A 是一块水平木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中 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2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，如图所示甲乙 图 L533 (1)实验前应对实验装置反复调节，直到_每次让小球从同一位置由静止释放， 是为了 _ (2)每次将 B 板向内侧平移距离 d，是为了_ (3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹 5实验室有斜槽等器材，装配图如图 L534 甲所示钢球从斜槽上滚下，经过水 平槽飞出后做平抛运动每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，钢球在空中做平抛 运动，设法用铅笔描出钢球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的 多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹.图 L534 (1)某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的 坐标系如图乙所示他的错误之处是 _ (2)该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点(x，y)，运用公式 v0x求小球的初速度 v0，这样测得的平抛初速度值与真实值相比_(选g 2y填“偏大” “偏小”或“相等”)6图 L535 为用频闪照相机拍摄一小球做平抛运动的照片的一部分，图中背景方 格的边长均为 5cm，g 取 10m/s2，求： (1)照相机的闪光频率； (2)小球运动中水平分速度的大小； (3)小球经过 B 点时的速度大小3图 L5357如图 L536 所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电 门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平 位移 保持水平槽口距底板高度 h0.420m 不变，改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置， 测出小球做平抛运动的初速度 v0、飞行时间 t 和水平位移 d，记录在下表中图 L536v0/(m/s)0.7411.0341.3181.584t/ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4 (1)由表中数据可知，在 h 一定时，小球的水平位移 d 与其初速度 v0成_关 系(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值 t理s289.8ms，发现2h g2 × 0.420 10理论值与测量值之差约为 3ms.经检查，实验及测量无误，其原因可能是_ (3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值 t依然大 于自己得到的理论值 t理，但二者之差在 37ms 之间，且初速度越大则差值越小对实 验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是_ 8(1)在如图 L537 甲所示的实验中，A、B 两球同时落地，说明平抛运动在竖直 方向上是_运动某同学设计了如图乙所示的实验：将两个相同的轨道固定在同一 竖直平面内，最下端水平，其中轨道 2 与光滑水平轨道平滑相接现把两个质量相等的小 钢球从倾斜轨道的相同位置由静止同时释放，则他将观察到的现象是：在水平轨道上球 1 击中球 2.这说明平抛运动在水平方向上是_运动4图 L537 (2)若用如图 L538 所示的平抛仪来做“研究平抛运动”的实验，该实验所需器材 包括：附带金属小球的斜槽，木板及竖直固定支架，白纸，图钉，_，三角板，铅 垂线，铅笔等 实验简要步骤如下：图 L538 A让小球多次从_位置上由静止滚下，记下小球运动中的一系列位置 B安装好器材，注意_，记下轨道末端 O 点和过 O 点的竖直线 C测出曲线上某点的坐标 x、y，用 v_算出小球在该点的瞬时速度 D取下白纸，建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹 上述实验步骤的合理顺序是_图 L539 (3)在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了如图 L539 所示的一段轨迹 ABC. 已知物体是由原点 O 水平抛出的，C 点的坐标为(60cm，45cm)，则平抛物体的初速度为 v0_m/s，物体经过 B 点时下落的高度为 hB_m(g 取 10m/s2)1BC 解析平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动，故两球同时落地，B 项正 确；为了减小实验的误差，可以多次实验提高实验的准确性，C 项正确；小球的质量对小 球的运动没有影响，A 项错误；A 球水平方向的分运动无法确定，D 项错误 2ACD 解析木板要竖直，保证描点准确，A 项正确，B 项错误；为保证小球每次做 平抛运动的初速度相同，每次实验都要把小球从同一位置由静止释放，C 项正确；实验的 目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律，进而求出初速度，D 项正确 3(1)匀速直线 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动(2)3.35 解析 (1)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度处滚下，从而使两小球同时滚离轨 道并具有相同的速度小球 A 做平抛运动，小球 B 做匀速直线运动，两小球相遇，当改变 A 球所在圆弧轨道所在的高度时，两球仍能相碰，则说明平抛运动在水平方向上是匀速直 线运动5(2)小球做平抛运动，在竖直方向，有 h9L gt2，vygt1 2在水平方向，有 9Lv0tA 到达 P 点的速度为 v将 L5cm 代入，解得 v3.35m/s.4(1)斜轨末端水平、插槽 P0P0垂直斜轨末端并在斜轨末端正下方 使小球每次做 平抛运动的初速度都相同 (2)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)如图所示5(1)略 (2)偏大 解析 (1)直角坐标系的原点应建在钢球飞离槽口时球心的水平投影点处，它在槽口 正上方 r 处( r 为钢球半径)，而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处(2)由于坐标系的原点较实际偏下，即运用公式 v0x求初速度时，y 偏小，所以g 2y求得的 v0值偏大 6(1)10Hz (2)1.5m/s (3)2.5m/s 解析 (1)在竖直方向上有 hgT2，其中 h2L2×5cm10cm，所以照相机闪 光周期 T0.1s，频率 f10Hz.(2)水平方向有 xABv0T，则 v01.5m/s.xAB T(3)在 B 点时竖直分速度大小为 vy2m/s，小球经过 B 点时的速度大小yAC 2Tv2.5m/s.7(1)正比 (2)计算时重力加速度取值(10m/s2)大于实际值 (3)光电门传感器安装在斜槽端口的内侧，传感器的中心离槽口还有一段很小的距离 8(1)自由落体 匀速直线(2)刻度尺 同一 让轨道末端水平 BADCgx2 2y2gy(3)2 0.2