人教版 (新课标)必修23.实验：研究平抛运动…课后练习题

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《实验：研究平抛运动》更上一层楼基础·巩固1.下列关于平抛运动的说法中正确的是（    ）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.平抛运动是加速度方向不变、大小变化的曲线运动解析：:做平抛运动的物体只受重力作用，由牛顿第二定律可知平抛运动的加速度为g，方向竖直向下，故平抛运动是匀变速曲线运动.答案:C2.平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动，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6-3-8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，两球同时落到地面.这个实验（    ）图6-3-8A.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解析：通过这个实验只能观测到两球同时落地.答案：B3.决定平抛运动飞行时间的因素是（    ）A.初速度                                 B.抛出时的高度C.抛出时的高度和初速度                   D.以上都不对解析：由合运动与分运动的同时性可知，竖直方向的运动时间就是平抛运动的时间.答案：B4.(2006重庆理综)如图6-3-9，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点.若不计空气阻力，下列关系式正确的是（    ）图6-3-9A.ta＞tb，va＜vb        B.ta＞tb，va＞vb        C.ta＜tb，va＜vb        D.ta＜tb，va＞vb解析:平抛运动的运动时间，取决于初始高度，故有ta＞tB.初速度v=s/t，由于sa=sb，且ta＞tb，因此有va＜vB.综上所述，A选项正确.答案：A5.从离地面H高处投出A、B、C三个小球，使A球自由下落，B球以速率v水平抛出，C球以速率2v水平抛出.设三个小球落地时间分别为tA、tB、tC，空气阻力不计，则下列说法正确的是（    ）A.tA＜tB＜tC           B.tA＞tB＞tC           C.tA＜tB=tC             D.tA=tB=tC解析：三者在竖直方向的运动情况完全相同，因此落地时间相同.B和C的区别仅是C在水平方向飞得更远.答案：D6.质量为m的子弹在h=10 m高处以800 m/s的水平速度射出枪口，质量为M（已知M＞m）的物体也在同一地方同时以10 m/s的水平速度抛出（不计空气阻力），则有（    ）A.子弹和物体同时落地                       B.子弹落地比物体迟C.子弹水平飞行距离较长                     D.无法确定解析：决定一个平抛运动在空中运动总时间的因素是抛出时的竖直高度.做平抛运动的物体在水平方向通过的最大距离取决于物体的高度和初速度.答案:AC7.关于平抛运动，下列说法中正确的是（    ）A.平抛运动是匀变速运动B.做平抛运动的物体，在任何相等的时间内速度的变化量都是相等的C.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D.落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关解析：从平抛运动的基本特点和基本规律着手考虑.做平抛运动的物体只受重力，加速度恒定，它是一个匀变速曲线运动，因此A正确.又由速度的变化量Δv与时间Δt的关系可得:Δv=gΔt，即在任何相等的时间内速度的变化量相等，故B正确.平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动及竖直方向的自由落体运动，且落地时间，落地速度为，所以C对，D错.故应选ABC.答案：ABC综合·应用8.如图6-3-10所示，火车车厢在水平轨道上以速度v向西做匀速直线运动，车上有人以相对车厢为u的速度向东水平抛出一小球.已知v＞u，站在地面上的人看到小球的运动轨迹应是（图中箭头表示列车运动的方向）（    ）图6-3-10解析：因为v＞u，故小球相对地的速度大小是v-u，方向向西，与火车同向，因此小球做平抛运动.答案：D9.（经典回放）图6-3-11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6-3-11解析：应该从比较A、B、C三球的运动规律入手.仔细观察照片可以发现，B、C两球在任一曝光瞬间的位置总在同一水平线上，说明平抛运动物体B在竖直方向上的运动特点与自由落体运动相同；而A、B两小球在任一曝光瞬间的位置总在同一竖直线上，说明平抛运动物体B在水平方向上的运动特点与匀速直线运动相同.所以，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.答案：平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动10.一物体被水平抛出后t s、2t s、3t s内竖直下降的距离之比为_________，通过的水平距离之比为_________.解析：平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，则由h=gt2得t s、2t s、3t s内竖直下降距离之比为h1∶h2∶h3=1∶4∶9，水平分运动为匀速直线运动，由x=v0t得x1∶x2∶x3=1∶2∶3.答案:1∶4∶9  1∶2∶311.试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案，提供的实验器材为：弹射器（含弹丸，如图6-3-12所示）、铁架台（带有夹具）、米尺.图6-3-12（1）画出实验示意图;（2）认真安装弹射器;（3）实验中需要测量的量（并在示意图中用字母标出）为_______;（4）由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是______;（5）计算公式为____________________.解析：根据研究平抛运动的实验及平抛运动的原理,可知使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度可求出时间,再测出水平位移可求出其平抛的初速度.答案：(1)实验示意图如图所示;(2)弹射器必须保持水平,以保证弹丸初速度沿水平方向;(3)应测出弹丸下降的高度y和水平射程x,如图所示;(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x,得出水平射程x的平均值x,以减小误差;(5)因为,所以;又x=v0t,得:.12.在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25 cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图6-3-13中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________（用L、g表示），其值是__________.图6-3-13解析：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，即初速度为零的匀加速直线运动，水平分运动是匀速直线运动.由ab=bc=cd知，相邻两点的时间间隔相等，设为T，竖直方向相邻两点间隔之差相等，Δs=L，则Δs=at2得:L=gT2.时间T内，水平位移为s=2L知v0==2× m/s=0.70 m/s.答案:  0.70 m/s13.某同学做“研究平抛物体的运动”的实验时，没有记下小球的抛出点（空间坐标系原点O）和沿竖直方向的Oy轴，只画出了与初速度方向平行的Ox轴和一段小球运动的轨迹，如图6-3-14所示.如何只用一把刻度尺进行测量，从而求出小球抛出时的速度？图6-3-14解析：在轨迹曲线上取A、B、C三点，使相邻两点间的x轴方向上的距离相等，即xAB=xBC=Δx，则从A到B和从B到C所用时间相等，设为T，则在竖直方向A和B两点间的距离yAB与B和C两点间的距离yBC之差yBC-yAB=gT2，则T=.由平抛运动水平方向（x轴方向）为匀速直线运动有v0=Δx/T=Δx/，由上式可知，只要用直尺测出Δx、yBC、yAB，代入上式即可计算出小球的初速度v0.14.(2006全国理综Ⅱ)如图6-3-15所示，一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC，其半径R＝0.5 m，轨道在C处与水平地面相切.在C处放一小物块，给它一个水平向左的初速度v0＝5 m/s，结果它沿CBA运动， 通过A点，最后落在水平地面上的D点，求C、D间的距离s.取重力加速度g＝10 m/s2.图6-3-15解析：本题考查机械能守恒定律，平抛运动等知识.小物块沿CBA做圆周运动，机械能守恒，据此我们可以求解A处的速度，小物块由A点水平抛出做平抛运动，依据A的高度可以求取平抛运动的时间，从而求得水平位移，即C、D间的距离s设小物体的质量为m,经A处时的速度为v，由A到D经历的时间为t，有+2mgR                                                        ①                                                                  ②s=vt                                                                         ③由①②③式并代入数据得s=1 m.