人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点课时作业

这是一份人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点课时作业，共10页。试卷主要包含了6×10-29等内容，欢迎下载使用。
第五章　抛体运动3　实验:探究平抛运动的特点基础过关练题组一　实验原理与设计1.(2021黑龙江齐齐哈尔高一下期中)为了探究平抛运动规律,老师做了如下两个演示实验:(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,利用图甲所示装置进行实验。用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落。关于该实验,下列说法正确的有　　　　。 A.A、B两球的质量必须相等B.只做一次实验,发现两球同时落地,即可得出实验结论C.应改变装置的高度多次进行实验D.本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动(2)如图乙所示,两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内,其中M轨道末端水平,N轨道的末端与光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q,以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出,观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道M的高度,多次重复实验,仍能观察到相同的现象。这说明:                                                                                                                                                                                                     　。 2.(2021福建福州高一下期中,节选)某同学用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。(1)为了能较准确地描绘小球的运动轨迹,下列说法正确的是　　　　。 A.小球做平抛运动时应与木板摩擦,以便画出运动轨迹B.本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备重垂线C.为了保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽轨道的末端调成水平D.以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O(2)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力　　　　(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。 题组二　数据处理与分析3.(2021江苏南京外国语学校高一下段考)(1)在“研究平抛物体的运动”实验中,已备有下列器材:白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材中的　　　　。 A.秒表　  B.天平         C.重垂线　　　　D.弹簧测力计(2)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图,在该实验中,应采取下列哪些措施减小实验误差　　　　。 甲A.斜槽轨道末端必须水平B.斜槽轨道必须光滑C.每次实验要平衡摩擦力D.小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放(3)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。 乙(4)在另一次实验中,将白纸换成方格纸,每个格的边长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,经过B点时的速度为　　　　m/s,抛出点的坐标为　　　　(用L表示)。(此问g取10 m/s2) 丙能力提升练题组一　教材常规实验1.(2021河南开封五县高一下期中联考,)三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:(1)甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,观察到的现象应是　　　　,这说明　; (2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是　　　　。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明　; (3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10 cm,则由图可求得拍摄时每　　　　 s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为　　　　 m/s(g取10 m/s2)。 题组二　拓展与创新实验2.(2021广东广州高一下期中联考,)某高速摄像机拍摄到一物体在一面竖直砖墙前做平抛运动,平抛轨迹平行于墙面,为了通过视频分析出物体平抛的初速度及墙壁的砖块长宽尺寸,某物理学习小组进行了如下分析:步骤1:通过反复回放、慢放视频描出物体运动轨迹如图;步骤2:通过视频读取物体从A运动到B的时间Δt;步骤3:测出视频中砖块的长与宽的比值k。已知重力加速度为g,空气阻力的影响可忽略。通过对以上数据的分析可得:(1)砖块的长度为　　　　; (2)物体平抛的初速度为　　　　; (3)物体经过P点时的速度为　　　　。 3.(2021江苏南京中华中学高一下学情调研,)某学习小组设计如下实验研究平抛运动。如图1所示,弯曲轨道AB固定在水平桌面上,在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面abcd,平面中心竖直线标有刻度,0刻度线与桌面边缘平齐。以边缘B正下方的O点为原点建立水平x轴。实验时,将竖直平面移动到x处,从固定立柱处由静止释放体积很小的钢珠,钢珠从B点离开后击中中心竖直线某点,记录刻度值y;改变x,重复实验。图1(1)研究平抛运动规律时,下述条件对减小误差没有帮助的是　　　　。 A.弯曲轨道边缘保持水平B.弯曲轨道尽量光滑C.保持竖直平面abcd与水平面垂直D.使用相同体积但质量较大的小钢珠(2)如图2所示的图像中,能正确反映y与x的关系的是　　　　。 图2(3)若某次将钢珠从固定立柱处由静止释放,记录钢珠击中中心竖直线的刻度,记为y;将竖直平面向远离B方向平移10.00 cm,再次将钢珠从固定立柱处由静止释放,记录钢珠击中中心竖直线的刻度为y1=y+5.02 cm;将竖直平面再向远离B方向平移10.00 cm,让钢珠从固定立柱处由静止释放,记录钢珠击中中心竖直线的刻度为y2=y+19.84 cm。钢珠的初速度为v0=　　　　m/s。 
答案全解全析基础过关练1.答案　(1)C　(2)做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动解析　(1)用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落,两球同时落地,可知平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动,不能得出水平方向上的运动规律;实验时两球质量不一定相等;只进行一次实验得出的结论具有偶然性,应改变装置的高度进行多次实验。综上可知,A、B、D错误,C正确。(2)两个完全相同的小钢球P、Q,以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出,观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道M的高度,多次重复实验,仍能观察到相同的现象。这说明平抛物体在水平方向上做匀速直线运动。2.答案　(1)CD　(2)不会解析　(1)小球做平抛运动时,不应使其与木板摩擦,以免影响运动的轨迹,故A错误;本实验不需要用天平测出小球的质量,但需要配备重垂线,以便确定竖直方向,故B错误;为了保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽轨道的末端调成水平,C正确;小球从斜槽上某位置由静止滚下,离开斜槽末端后做平抛运动,应以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O,故D正确。(2)只要让小球每次均从斜槽上同一位置由静止滚下,小球到达斜槽末端时速度就相同,可知小球与斜槽间的摩擦力不会增大实验误差。3.答案　(1)C　(2)AD　(3)1.6　(4)1.5　2.5　(-L,L)解析　(1)除所给器材外,还需要重垂线,来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间,所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。(2)为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动,需调节使斜槽轨道的末端水平,故A正确;为了保证小球每次平抛的初速度大小相等,应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑,斜槽不需要光滑,故B错误,D正确;本实验中不需要平衡摩擦力,C错误。(3)取题图乙中的第一组数据,根据y=gt2得,小球平抛运动的时间t== s=0.2 s则小球做平抛运动的初速度v0== m/s=1.6 m/s(4)小球做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,有Δy=5L-3L=2L=gT2,解得T== s=0.1 s小球做平抛运动的初速度v'0== m/s=1.5 m/s小球经过B点时的竖直分速度vBy=== m/s=2 m/s则小球经过B点时的速度vB== m/s=2.5 m/s小球从抛出点到B点的时间tB== s=0.2 s则抛出点到B点的水平距离xB=v'0tB=1.5×0.2 m=0.3 m=30 cm=6L抛出点到B点的竖直距离yB=g=×10×0.22 m=0.2 m=20 cm=4L所以抛出点到A点的水平距离xA=xB-3L=3L抛出点到A点的竖直距离yA=yB-3L=L由于A点的坐标为(2L,2L),则抛出点的坐标为(-L,L)能力提升练1.答案　(1)两球同时落地　平抛运动在竖直方向上是自由落体运动　(2)P、Q两球相碰　平抛运动在水平方向上是匀速直线运动　(3)0.1　2解析　(1)改变A球被弹出时的速度,两球仍将同时落地,说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,两球下落高度相同,所用时间相同。(2)从轨道下端射出后,小球P做平抛运动,在水平方向做速度为v0的匀速直线运动,落至水平板时,其水平位移与Q的相等,则两球相碰,仅改变弧形轨道M的高度重复实验,只是影响两球碰前的运动时间,两者仍会相碰。(3)设曝光时间间隔为T,根据Δy=gT2解得T== s=0.1 s小球平抛的初速度v0== m/s=2 m/s2.答案　(1)kg(Δt)2　(2)kgΔt　(3)解析　(1)物体在竖直方向做自由落体运动,在水平方向做匀速直线运动,设砖的宽度为d,则长度为kd;由题图可知,物体从A运动到B,水平方向位移是3kd,竖直方向位移是6d。物体从A运动到P,水平方向位移是2kd,竖直方向位移是3d。物体从A运动到B的时间为Δt,由题图知:物体从A运动到P的时间是Δt,设物体在A点时竖直方向的分速度为vA,则竖直方向有3d=vA·Δt+g,6d=vAΔt+g(Δt)2解得:d=g(Δt)2,vA=gΔt所以,砖的长度为kd=kg(Δt)2(2)物体平抛的初速度为v0= =kgΔt(3)物体经过P点,竖直分速度vPy=vA+g·Δt =g·Δt所以物体经过P点时的速度vP===3.答案　(1)B　(2)C　(3)1.0解析　(1)弯曲轨道边缘保持水平,能保证小球离开轨道后做平抛运动,故对减小误差有帮助,A错误;本实验只需要保证每次小球平抛的初速度相同即可,轨道光滑对减小实验误差没有帮助,故B正确;保持竖直平面abcd与水平面垂直,刻度值y才表示竖直位移,故对减小误差有帮助,故C错误;使用相同体积但质量较大的小钢珠,能减小空气阻力的影响,小钢珠的运动更接近平抛运动,故对减小误差有帮助,D错误。(2)由平抛运动规律可得x=v0t,y=gt2,联立得y=x2,可知y与x2成正比,故C正确。(3)设钢珠水平运动10 cm运动的时间为t,则有Δx=10 cm=v0tΔy=(y2-y1)-(y1-y)=gt2联立解得v0=1.0 m/s。