高中物理人教版 (新课标)必修2第五章 曲线运动3.实验：研究平抛运动…一课一练

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第五章  曲线运动第三节  实验：研究平抛运动1．在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A．让小球多次从________滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．B．按图安装好器材，注意________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．(2)上述实验步骤的合理顺序是________．解析：(1)该实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同，这就要求小球平抛的初速度相同，而且初速度是水平的，因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水平，方木板竖直且板面与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端放置，同时让小球多次从同一位置无初速度的释放．(2)实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，故实验顺序为：BAC.答案：(1)同一位置无初速度　调整斜槽末端水平，和方木板竖直且与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端　(2)BAC2．(1)在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________．A．游标卡尺　B．秒表　C．坐标纸　D．天平　E．弹簧测力计　F．重垂线(2)(多选)实验中，下列说法正确的是(　　)A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽轨道必须光滑C．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些D．斜槽轨道末端可以不水平解析：(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的y轴．故C、F是需要的．(2)使小球从斜槽上同一位置滑下，才能保证每次的轨迹相同，A正确．斜槽没必要必须光滑，只要能使小球滑出的初速度相同即可，B错误．实验中记录的点越多，轨迹越精确，C正确．斜槽末端必须水平，才能保证小球离开斜槽后做平抛运动，D错误．答案：(1)CF　(2)AC3．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.(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，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.解析：(1)要使小球做平抛运动，斜槽末端切线应水平，同时为了使每次平抛的初速度相同，应让小球从同一位置由静止释放．(2)由x＝v0t，y＝gt2得v0＝x，将(32.0，19.6)代入得v0＝0.32×  m/s＝1.6 m/s.(3)由图丙可知，小球由A→B和由B→C所用时间相等，且有Δy＝gT2，x＝v0T，解得v0＝1.5 m/s，vBy＝＝2 m/s.答案：(1)水平　初速度相同　(2)1.6　(3)1.5　24．(1)(多选)研究平抛运动，下面做法中可以减小实验误差的是(　　)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．使斜槽末端的切线保持水平(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，根据如图所示，求出小球做平抛运动的初速度为________m/s.解析：(1)研究平抛运动时，钢球体积越小，所受空气阻力越小，并且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)由题图可知AB、BC间的竖直距离yAB＝15 cm＝0.15 m，yBC＝25 cm＝0.25  m.因为xAB＝xBC＝0.20 m，所以小球从A运动到B与从B运动到C的时间相同，设此时间为t.由yBC－yAB＝gt2得t＝ ＝ s＝0.10 s.又因为xAB＝v0t，所以v0＝＝ m/s＝2.0 m/s.答案：(1)ACD　(2)2.05．某同学用图甲所示装置做“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)：(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，从图中可读出|y1－y2|＝________ m，|y1－y3|＝________ m，|x1－x2|＝________ m(保留两位小数)．(2)若已测得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)由题图知P1、P2的竖直间隔为6个小格，因此|y1－y2|＝0.60 m，P1、P3的竖直间隔为16个小格，因此|y1－y3|＝1.60 m，P1、P2的水平间隔为6个小格，因此|x1－x2|＝0.60 m．(2)由于P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等，所以P1到P2的时间与P2到P3的时间相等，设为t.根据物体在竖直方向做匀变速直线运动，有|y3－y2|－|y2－y1|＝gt2，代入数据得t＝0.20 s.小球抛出后的水平速度vx＝＝ m/s＝3.0 m/s.答案：(1)0.60　1.60　0.60　(2)0.20　3.0