高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动3 实验：探究平抛运动的特点课后作业题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动3 实验：探究平抛运动的特点课后作业题，共3页。试卷主要包含了用如图1所示装置研究平抛运动等内容，欢迎下载使用。
1．(2021·安徽省定远县第三中学高一月考)如下图所示，两倾斜轨道完全相同，放在同一竖直面内，末端水平且上下对齐，A球和B球从两轨道的相同位置同时由静止释放，A球过轨道末端后水平抛出，B球过轨道末端后沿水平地面前进，A球落地瞬间与B球发生碰撞，不计两球运动过程中的阻力。该实验现象说明了( C )
A．A、B两球的运动是完全相同的
B．A球在空中做平抛运动
C．A球在空中时水平分运动是匀速直线运动
D．A球在空中时竖直分运动是自由落体运动
解析：两个完全相同的小球A、B，从两轨道的相同位置同时由静止释放，A球过轨道末端后水平抛出，水平做的是匀速直线运动，B球过轨道末端后沿水平地面匀速前进，A球落地瞬间与B球发生碰撞，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
2．如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度，多次实验，发现A、B两球总是同时落地。该实验现象说明，A球在离开轨道后，竖直方向的运动有何特点？
答案：竖直方向的运动是自由落体运动
解析：小球A做平抛运动，同时小球B做自由落体运动，A、B两球总是同时落地，说明两球在竖直方向的运动是相同的，即说明平抛运动在竖直方向的运动是自由落体运动。
3．(2021·浙江高一月考)用如图1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)下列实验条件必须满足的有__BD__ 。
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的__球心__ (选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时__需要__ (选填“需要”或者“不需要”)y轴与重垂线平行。
(3)为了得到平抛物体的运动轨道，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是__AB__ 。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
解析：(1)为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，故A错误，B正确；挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故C错误；只有让小球每次从同一位置静止释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，故D正确。
(2)小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重垂线平行；
(3)从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的；用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的；将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，故C不可行。
4．在研究小球平抛运动的实验中，某同学只记录了A、B、C三个点而忘了抛出点的位置，今取A为坐标原点，建立了如图所示坐标系，平抛轨道上三点的坐标值图中已标出，则：(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是__AC__ 。
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
(2)小球由A运动到B所用的时间为__0.1__ s。
(3)小球平抛的初速度为__1__ m/s。
(4)小球经过B点时的速度大小为__eq \r(5)__ m/s。
解析：(1)安装斜槽轨道，使其末端保持水平，让小球做平抛运动，A正确；每次小球释放的初始位置必须相同，才能保证小球每次以相同初速度平抛，才能有相同的运动轨迹，B错误；每次小球应从同一高度由静止释放，才能保证小球每次以相同初速度平抛，才能有相同的运动轨迹，C正确；为描出小球的运动轨迹，描绘的点不可以用折线连接，必须是平滑的曲线，D错误。
(2)小球在竖直方向做自由落体运动g＝eq \f(y2－y1,T2)，
解得T＝eq \r(\f(y2－y1,g))＝eq \r(\f(25－15×10－2,10))s＝0.1 s。
(3)小球平抛的初速度为v0＝eq \f(x,T)＝eq \f(10×10－2,0.1) m/s＝1 m/s。
(4)水平分速度为vBx＝v0＝1 m/s，
竖直分速度为vBy＝eq \f(y1＋y2,2T)＝eq \f(15＋25×10－2,2×0.1) m/s＝2 m/s，B点的速度为vB＝eq \r(v\\al(2,Bx)＋v\\al(2,By))＝eq \r(5) m/s。