高中物理第3章抛体运动实验：探究平抛运动的规律学业分层测评鲁科版必修2.pdf

精品教案可编辑实验：探究平抛运动的规律(建议用时：45 分钟)1(多选)在“研究平抛运动”的实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测的数据有()【导学号：01360103】A小球开始滚下的高度B小球在空中飞行的时间C运动轨迹上某点P的水平坐标D运动轨迹上某点P的竖直坐标【解析】由平抛运动规律，竖直方向y12gt2，水平方向xv0t，因此v0 xg2y，可见只要测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y，就可求出初速度v0，故 C、D 正确【答案】CD2如图 4 所示为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球，AA为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹，BB为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC为C球自由下落的运动轨迹通过分析上述三条轨迹可得出结论：_.图 4【解析】将B球与A球相比较，可以看出在同一时刻，在水平方向上B球与A球在精品教案可编辑相同位置，说明B球水平方向上与A球的运动是相同的，即B球在水平方向上做匀速直线运动；将B球与C球的运动相比较，在同一时刻B球在竖直方向上的位置与C球是相同的，即在竖直方向上B球与C球的运动是相同的，即在竖直方向上B球做自由落体运动【答案】做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动3(1)研究平抛运动，下面哪些做法可以减小实验误差()A使用密度大、体积小的钢球B尽量减小钢球与斜槽间的摩擦C实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下D使斜槽末端切线保持水平(2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为小球运动一段时间后的位置，根据如图5所示，求出小球做平抛运动的初速度为_m/s.图 5【解析】(1)研究平抛运动时，钢球体积越小，所受空气阻力越小，使记录小球通过的位置越准确，A 正确；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球的初速度不变，与钢球和斜槽间的摩擦无关，B 错误，C 正确；实验时必须使斜槽末端的切线水平，以确保小球水平飞出做平抛运动，D 正确(2)因为xABxBC0.20 m，所以小球从A运动到B运动到C的时间相同，设此时间为t.据yBCyABgt2得tyBCyABg0.25 0.1510s0.10 s精品教案可编辑又因为xABv0t所以v0 xABt0.200.10m/s 2.0 m/s.【答案】(1)ACD(2)2.04如图 6 所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为 5 cm，如果g取 10 m/s2，那么：【导学号：01360104】图 6(1)照相机的闪光频率是_Hz；(2)小球运动中水平分速度的大小是_m/s；(3)小球经过B点时的速度大小是_m/s.【解析】(1)因为xABxBC，所以tABtBC.在竖直方向上，由ygT2得 5 0.053 0.0510T2，解得T0.1 s故闪光频率为10 Hz.(2)水平分速度vxT3 0.050.1m/s 1.5 m/s.(3)vByyAC2T53 0.052 0.1m/s 2.0 m/s又知vBx1.5 m/s所以vBv2Bxv2By1.522.02m/s 2.5 m/s.【答案】(1)10(2)1.5(3)2.55如图 7 所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度精品教案可编辑图 7(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的_ 和_，然后由公式 _ 求出k的平均值(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到_(选填“同一”或“不同”)位置然后分别测出小球几次飞出后的_ 和 _，再由公式_ 求出初速度的平均值【解析】(1)根据胡克定律Fkx，可得kFx.弹簧的劲度系数可由弹簧的伸长量(或压缩量)和弹力计算(2)物体做平抛运动时，水平方向上xv0t；竖直方向上y12gt2.所以v0 xg2y.【答案】(1)弹簧测力计的示数F弹簧的伸长量xkFx(2)同一水平位移x竖直高度yv0 xg2y6某同学利用如图8 甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3 个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等完成下列填空：(重力加速度取 10 m/s2)精品教案可编辑图 8(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3.从图乙中可读出|y1y2|_m，|y1y3|_m，|x1x2|_m(保留两位小数)(2)若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为_s，小球抛出后的水平速度为_m/s.【解析】(1)由题图乙可知P1与P2两点在竖直方向的间隔为6 格，P1与P3两点在竖直方向的间隔为16 格，所以有|y1y2|0.60 m，|y1y3|1.60 m，P1与P2两点在水平方向的距离为6 格，则有|x1x2|0.60 m.(2)由抛出后小球在水平方向做匀速运动，又P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等可知，小球从P1运动到P2所用的时间和从P2运动到P3所用的时间相等，设小球从P1运动到P2所用的时间为T，由平抛运动规律可得|x1x2|v0T，|y2y3|y1y2|gT2，|y2y3|1.0 m，联立解得T0.20 s，v03.0 m/s.【答案】(1)0.60 1.60 0.60(2)0.20 3.0