2019_2020学年高中物理第5章曲线运动第3节实验：研究平抛运动同步作业含解析新人教版必修2.doc

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1、实验：研究平抛运动1(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则下列操作合理的是 ()A选用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B选用图乙装置并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C选用图丙装置并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球D除上述装置外，还可以用数码摄像机记录钢球做平抛运动的轨迹BD解析 小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A错误；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内

2、水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；用数码摄像机可以记录钢球做平抛运动的轨迹，选项D正确2在用斜槽“研究平抛运动的规律”的实验中，某同学在建立坐标系时有一处失误设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误：(1)观察图可知，他的失误之处是_(2)他根据记录建立坐标系，运用教材实验原理测得的平抛初速度值与真实值相比_(选填“偏大”“偏小”或“相等”)解析 (1)坐标系原点应建在正飞离斜槽槽口的小球重心处，即在槽口正上方r(r为小球半径)处，而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处(2)如图所示，正确的坐标系

3、横轴应建立在x处，原点应在O处在轨迹上取点P，其坐标真实值为(x，y)，测量值为(x，y)，其中yy，xx.因为t测，t真，所以t测t真而v测，v真，因此v测v真答案 (1)错误地将坐标原点取在槽口处(2)偏大3试根据平抛运动的原理设计测量弹射器弹丸出射速度的实验方法，提供的实验器材：弹射器(含弹丸，示意图如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺(1)画出实验示意图(2)在安装弹射器时应注意：_.(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)_ _.(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中采取的方法是_(5)计算公式：_.答案 (1)实验示意图如图所示(2)弹射器必须保持水

4、平，以保证弹丸初速度沿水平方向(3)应测出弹丸下落的高度y和水平射程x(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验，测量水平射程得出水平射程x的平均值，以减小误差(5)v04为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验装置其中，a 是质量为 m 的滑块(可视为质点)，b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端与桌面相切)第一次实验时，将滑槽固定于水平桌面的右端，滑槽的末端与桌面的右端 M 对齐，让滑块 a 从滑槽上最高点由静止释放滑下，落在水平地面上的 P点；第二次实验时，将滑槽固定于水平桌面的左端，测出滑槽的末端N 与桌面的右端M 的距离为L，让滑块a再次从滑槽上最高点由静止释放滑下，

5、落在水平地面上的 P点已知当地重力加速度为g，不计空气阻力(1)实验还需要测量的物理量(用文字和字母表示)：_.(2)写出滑块a与桌面间的动摩擦因数的表达式是(用测得的物理量的字母表示)_.解析 (1)滑块离开桌面后做平抛运动，实验需要测出滑块离开滑槽与离开桌面时的速度，因此实验时需要测出：桌子的高度H，O点到P点的距离d1，O点到P点的距离d2.(2)滑块离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上Hgt2，在水平方向上d1v0t，d2vt，滑块在桌面上运动时，做匀减速运动，由牛顿第二定律知ag.由v2v2ax知2gL，则.答案 (1) 桌子的高度HO点到P点的距离d1O点到P点的距离d2(2) 5如

6、图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，如果图中背景方格的边长均为5 cm，g取10 m/s2，那么：(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ygT 2得50.05 m30.05 m10T 2，解得T0.1 s，故闪光频率为10 Hz.(2)水平分速度v m/s1.5 m/s.(3)vBy m/s2.0 m/s，又知vBx1.5 m/s，所以vB m/s2.5 m/s.答案 (1)10(2)1.5(3)2.5能力提升6如图甲所示是研究平抛运动的实

7、验装置示意图，如图乙所示是实验后在白纸上作的图线和所测数据(g取10 m/s2)(1)说明判断槽口切线是否水平的方法(2)实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一实验步骤时应注意什么？(3)根据图乙中给出的数据，计算出此平抛运动的初速度v0的大小(保留两位有效数字)解析 (1)将小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚动，也不向外滚动，说明槽口切线是水平的(2)应注意小球每次都应从轨道的同一位置由静止释放(3)由ygt2得t，所以，v01.6 m/s.答案 (1)(2)见解析(3)1.6 m/s7某物理实验小组采用如图甲所示的装置研究平抛运动(1)安装实验装置的过程中，斜槽

8、末端的切线必须是水平的，这样做的目的是()A保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B保证小球飞出时，初速度水平C保证小球在空中运动的时间每次都相等D保证小球运动的轨迹是一条抛物线(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图乙1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是()Ax2x1x3x2 Bx2x1x3x2Cx2x1x3x2 D无法判断

9、(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹部分运动轨迹如图丙所示图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L, 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重力加速度为g.可求出小球从P1运动到P2所用的时间为_，小球抛出时的水平速度为_.解析 (1)研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时，才能确保做平抛运动，故选项A、C、D错误，B正确(2)因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x2x1x3x2，故选项C正确，A

10、、B、D错误(3)因两段对应的水平距离相等，故两段运动的时间相等，而竖直位移分别为3L和5L，故在竖直方向由hgt2可得t，水平速度v3.答案 (1)B(2)C(3)38为了探究小球平抛运动规律，设计方案如图甲所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点与木板间的距离OOh(hL)(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是_.(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，OCx，则小球做平抛运动的初速度v0为_(3)如图乙所示，为小球静止释放时，悬线与水平面夹角的余弦值与OC长度平方的关系图试根据图中信息，求出为30时 ，OC的长度解析 (1)使小球运动到线被烧断时速度v0为水平方向，保证小球做平抛运动(2)对小球有hLgt2，xv0t，所以v0x .(3)由x2cos 图象可知，x2与cos 的关系满足x2acos b，将(0,2.0)和(1.0,0)代入得a2.0，b2.0，则x2与cos 的关系为x22cos 2，当30时，x0.52 m.答案 (1)见解析(2)x (3)0.52 m7