资源简介

5.3 实验：探究平抛运动的特点 ——高一物理人教版（2019）必修二同步作业
1.关于平抛运动，下列说法正确的是( )
A.平抛运动是非匀变速运动
B.平抛运动是匀速运动
C.平抛运动是匀变速曲线运动
D.平抛运动的物体落地时的速度可能是竖直向下的
2.物体在做平抛运动的过程中，下列哪些量是不变的( )
A.物体运动的加速度 B.物体的速度
C.物体竖直向下的分速度 D.物体位移的方向
3.如图所示为在探究平抛运动的实验中，某实验小组测得了物体水平方向位移随时间变化的图像和竖直方向速度随时间变化的图像。对于物体在内的运动，下列说法正确的是( )

A.物体在水平方向上做匀加速直线运动
B.物体在竖直方向上下落的高度约为
C.物体在水平方向上的速度大小约为
D.物体在相等时间内的速度变化量不断增大
4.如图所示，一小球以的速度水平抛出，空气阻力忽略不计，在落地之前经过空中两点。在A点小球速度大小为，方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°，g取，以下判断中正确的是( )
A.小球从抛出点到A点的运动时间是
B.两点间的高度差
C.小球经过两点间的时间
D.小球从抛出点到A点和从A点到B点的过程，重力做功之比是
5.下列图象中能正确表述平抛运动的水平位移与时间关系的是( )
A. B. C. D.
6.某同学用如图所示装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出，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，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。
（1）为得到钢球平抛运动的轨迹，下列做法正确的是________。
A.用一条折线把各个痕迹点连接起来
B.用一条平滑的曲线把各个痕迹点连接起来
C.画出一条平滑的曲线使得各个痕迹点均匀分布在曲线上或曲线附近
（2）通过描点法获得了平抛小球的运动轨迹后，为定量研究，取平抛运动的起始点为坐标原点，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
在轨迹上确定了一系列测量点，测出各点的坐标，做图像，能说明小球的运动轨迹是抛物线的是下列几幅图中的________图。
A. B. C.
（3）该同学在轨迹图上取A、B、C三点，测出其y坐标值分别为，，，又测得A、B两点间水平距离是，那么小球过C点时的速度大小是________。（结果保留两位有效数字，取）
7.图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_________。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_________m/s（g取9.8）。
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙，则该小球做平抛运动的初速度为_________m/s；B点的竖直分速度为_________m/s。（g取10）
8.如图甲所示为“研究平抛运动”的实验装置。
（1）安装实验装置时，要调节底座上的4个调平螺钉，使实验装置的背板________；调节斜槽轨道M使轨道末端水平，使小球轻放在轨道末端水平段时能________；将一张坐标纸与复写纸叠放固定在装置的背板上，让坐标纸的竖直线与挂在装置上的重垂线________。
（2）图乙标记了小球做平抛运动时在坐标纸上留下的点，若以坐标原点为平抛运动的起点，请根据图中描绘的点，作出小球平抛运动的轨迹________。
（3）根据作出的曲线，计算小球平抛运动的初速度________m/s（g取，结果保留2位有效数字）。
9.在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置，先将斜槽轨道末端的切线调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸，将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板远离槽口平移距离x，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；再将木板远离槽口平移距离x，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C，测得A、B间的距离为，B、C间的距离为，当地重力加速度大小为g。
（1）关于该实验，下列说法正确的是___________。
A.斜槽轨道必须尽可能光滑
B.小球每次须从同一位置由静止释放
C.应选择质量较小的空心塑料小球
（2）小球做平抛运动的初速度大小_________（用表示）。
10.在某次平抛运动的实验中，描出小球平抛运动的轨迹如图所示，是轨迹上的三个点，且小球从A到B，B到C运动的时间相等，以A点为坐标原点建立坐标系，已知小球从B到C的运动时间为0.1 s，回答以下问题：
（1）由图像来判断，A点______（填“是”或“不是”）平抛运动的起点，由图像可计算得出平抛运动的初速度为______m/s.（保留两位有效数字）
（2）小球在B点的速度大小为______m/s（保留两位有效数字），当地的重力加速度______（保留三位有效数字）.
11.如图所示，在一竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平且在同一竖直线上，在它们的起始端上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在与上方轨道末端O点同一高度的Q点处固定第三个电磁铁，通过在O点处的开关2控制。通电后，三个电磁铁分别吸住三个相同的小铁球。断开开关1，两个小铁球同时开始运动，当A小球运动到轨道末端O点处时，触动开关2，C小球开始做自由落体运动，A小球开始做平抛运动，B小球进入光滑的水平轨道，一段时间后，三个小球恰好在P点相遇。
（1）观察两小球的运动轨迹，两小球在P点相遇，说明平抛运动在水平方向上是________运动；
（2）观察两小球的运动轨迹，两小球在P点相遇，说明平抛运动在竖直方向上是________运动；
（3）忽略小球的大小，固定在竖直板上的方格纸每小格的边长均为5 cm，则A小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。（取重力加速度）
12.在“探究平抛运动的特点”实验中：
(1)图1是用横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________。
A.球心 B.球的上端 C.球的下端
在此实验中，下列说法正确的是________。
A.斜槽轨道必须光滑
B.记录的点应适当多一些
C.用光滑曲线把所有的点连接起来
D.y轴的方向根据重锤线确定
(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________。
A.释放小球时初速度不为0
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
13.在用描点法做“研究平抛运动”的实验时，如图甲让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确的描绘运动轨迹。
（1）下面列出了一些操作要求，你认为不正确的选项有______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次必须由静止释放小球
C.记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降
D.将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸，将点连成平滑曲线
（2）某次实验画出小球运动的轨迹如下图中曲线，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，得到如图所示坐标。取，A到B的时间______s，小球做平抛运动的初速度______m/s。
14.在“探究平抛运动的规律”的实验中，用频闪照相机记录小球的运动轨迹如图所示，图中每个小方格的边长都是，照片与实际的长度比例为4:5。已知闪光频率是，请求出:
（1）小球平抛时的初速度大小为__________m/s；
（2）小球经过位置B的速度大小为_________m/s；
（3）做实验时，该处的重力加速度的值是________。（结果保留小数点后两位）
15.某同学用如图所示装置描绘小球做平抛运动位置的点，获得平抛运动的轨迹，从而研究平抛运动的规律。
（1）对于实验中的一些注意事项，正确的是__________。（填选项前字母）
A.必须选用表面光滑的斜槽
B.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
C小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
（2）实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为l。若小球在平抛运动途中的几个位置如图（b）中的a，b、c、d所示，则小球离开斜槽末端时速度的计算式为__________（用l和g表示），
（3）若实验中，斜槽末端切线不水平，则小球离开斜槽末端的速度的测量值__________。（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。
（4）若该同学实验时，重复让小球从斜槽上相同位置由静止滚下，得到小球运动过程中的多个位置；在图（a）的坐标系中画出的平抛运动轨迹中测出小球多个位置的坐标（x，y），作出图象如图（c）所示，图线是一条过原点的直线，设该直线的斜率为k，重力加速度为g，则小球从轨道末端飞出的速度为__________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：做平抛运动的物体只受重力作用，产生恒定的加速度，是匀变速运动，其初速度与合外力不共线，是曲线运动，故平抛运动是匀变速曲线运动，A、B错误，C正确；平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，故落地时的速度是水平方向的分速度和竖直方向的分速度的合速度，其方向一定与竖直方向(或水平方向)有夹角，D错误。
故选C.
2.答案：A
解析：A、平抛运动的加速度大小和方向都不变.故A正确.
B、平抛运动的速度大小和方向时刻改变.故B错误.
C、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,速度增大.故C错误.
D、平抛运动的位移大小和方向时刻改变.故D错误.
故选A.
3.答案：C
解析：AC.由图像知，物体在水平方向的运动为匀速直线运动，速度大小约为，故A项错误，C项正确；B.由图像知，物体在竖直方向做匀加速直线运动，加速度大小约为，图像与t轴围成的面积表示位移，则下落高度约为，故B项错误；D.物体运动过程中，加速度恒定，则相等时间内的速度变化量相同，故D项错误。故选C。
4.答案：B
解析：A.根据题意，由几何关系可得，小球运动A点时的竖直分速度为，竖直方向上，有，解得，故A错误；BC.根据题意，由几何关系可得，小球运动B点时的竖直分速度为，竖直方向上，由公式可得，由可得，代入数据解得，，故C错误，B正确；D.根据题意，由公式可得，小球从抛出点到A点下落的高度为，又有，则小球从抛出点到A点和从A点到B点的过程，重力做功之比是，故D错误。故选B。
5.答案：B
解析：平抛运动在水平方向是匀速运动，图像的斜率等于速度，可知图像B表示匀速直线运动，故选B.
6.答案：（1）C（2）A（3）5.0
解析：（1）实验中得到多个痕迹点，为得到钢球平抛运动的轨迹，由于存在实验误差，不可能使所有的点落在同一曲线上，故应画出一条平滑的曲线，尽量使得各个痕迹点均匀分布在曲线上或曲线附近，选项C正确。
（2）小球做平抛运动，水平方向有：，竖直方向有：，
可知图象是一条过坐标原点的直线，选项A正确。
（3）小球做平抛运动，竖直方向有：
可得小球运动至A点的时间为：
可得小球运动至B点的时间为：
小球平抛的初速度：
小球运动至C点时竖直方向的速度为：
小球过C点时的速度大小为：
7.答案：（1）水平；初速度相同（2）1.6（3）1.5；2
解析：（1）为了保证小球水平飞出，要求斜槽的末端切线水平；
每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同；
（2）由图乙可得
带入数据得
（3）由图丙得，小球从A到B和从B到C的时间相等，在竖直方向
在水平方向
，
B点竖直分速度
8.答案：（1）竖直；保持静止；平行
（2）见解析
（3）1.5
解析：（1）安装实验装置时，要调节底座上的4个调平螺钉，使实验装置的背板竖直；调节斜槽轨道M使轨道末端水平，使小球轻放在轨道末端水平段时能处于静止状态；将一张坐标纸与复写纸叠放固定在装置的背板上，让坐标纸的竖直线与挂在装置上的重垂线平行。
（2）以坐标原点为平抛运动的起点，用平滑的曲线连接图中描绘的点，如图所示
（3）根据平抛运动规律有
，
联立可得
由作出的曲线，代入数据，，解得小球平抛运动的初速度为
9.答案：（1）B（2）
解析：本题考查平抛运动实验，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）斜槽轨道没必要光滑，只要小球到达底端的速度相等即可，选项A错误；每次小球均须由同一位置由静止释放，选项B正确；应选择质量较大的实心金属小球，以保证空气阻力可以忽略不计，选项C错误。
（2）设小球在水平方向上运动x所用的时间为t，则有，，解得。
10.答案：（1）不是；1.0
（2）2.2；10.0
解析：（1）由题意可得，小球从A到B，B到C的运动时间相等，若A点是平抛运动的起点，则小球从A到B，B到C，竖直方向的分位移之比应为1:3，由题图可知，则有，则A点不是平抛运动的起点；由题图分析可知，平抛运动的初速度为.
（2）小球从A到C运动的时间为，小球在B点沿竖直方向的分速度为，则小球在B点时的速度大小为，由可得，当地的重力加速度为.
11.答案：（1）匀速直线
（2）自由落体
（3）
解析：（1）观察两小球的运动轨迹，两小球在P点相遇，两小球在水平方向上的运动情况相同，而B小球进入光滑的水平轨道后做匀速直线运动，故平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。
（2）观察两小球的运动轨迹，两小球在P点相遇，两小球在竖直方向上的运动情况相同，而C小球做自由落体运动，故平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
（3）A小球做平抛运动的时间小球做平抛运动的初速度。
12.答案：(1)B；BD(2)C
解析：（1）题干中用铅笔标注小球最高点作为小球轨迹的记录点，坐标原点应选小球在斜槽末端点时小球的上端在坐标纸上的水平投影点，故选B。
A.实验过程中，斜槽轨道不一定光滑，只要能够保证小球从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，小球离开斜槽末端的速度也是一样的，故A错误；B.记录点应适当多一些，能够保证描点所得的轨迹更平滑、准确，故B正确；C.描点时与平滑曲线偏差过大的点须舍去，故C错误；D.y轴必须沿竖直方向，即用重锤线确定，故D正确。故选BD。
（2）由题图可知斜槽末端切线不水平，才会造成小球离开斜槽后做斜抛运动，故选C。
13.答案：（1）C（2）0.1；2
解析：（1）A.斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度，故A正确，不符合题意；
B.每次必须由静止从同一高度下落，使得小球离开时具有相同的速度，故B正确，不符合题意；
C.记录小球经过不同高度的位置时，不需等距离下降，故C错误，符合题意；
D.小球的运行轨迹是平滑曲线，所以将点连接成平滑的曲线，故D正确，不符合题意。
故选C。
（2）在竖直方向上
则有
水平方向初速度为
14.答案：（1）0.39
（2）0.70
（3）9.77
解析：本题考查探究平抛运动的规律。
（1）设小球的初速度大小为，从A到B的水平位移，又，联立解得；
（2）小球经过B点时在竖直方向上的分速度，解得；
（3）小球做平抛运动时在竖直方向上有，则。
15.答案：（1）C（2）（3）偏小（4）
解析：（1）A.无论斜槽是否光滑，只要小球每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，就能获得相同的初速度，则斜槽是否光滑对实验没有影响，故A错误；B.描点连线时，应用平滑的曲线连接描绘的点，并舍掉误差较大的点，得到小球的运动轨迹，故B错误；C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，保证每次做平抛运动的初速度相同，故C正确。故选C。
（2）由图可知，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T，竖直方向上，由逐差法可得
水平方向上，由可得
则小球平抛的初速度的计算式为
（3）若斜槽末端不水平，则抛出时的速度方向不是水平的，而根据平抛运动的轨迹计算出的是水平速度，则小球离开斜末端的速度的测量值偏小。
（4）根据
可得
可知y与图象是一条过原点的直线，可知小球运动的轨迹形状是抛物线；图线的斜率为
则有小球从轨道末端飞出的初速度为

展开更多......

收起↑