2023版高考物理一轮总复习专题4曲线运动万有引力与航天实验5探究平抛运动的特点课后提能演练

这是一份2023版高考物理一轮总复习专题4曲线运动万有引力与航天实验5探究平抛运动的特点课后提能演练，共4页。

甲 乙 丙
(1)甲同学采用如图甲所示的装置．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，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_________________________________________ _________________________________．
(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L＝2.5 cm，则该小球经过b点时的速度大小vb＝______m/s．(结果保留三位有效数字，g取10 m/s2)
(3)丙同学采用如图丙所示的装置．关于该实验方法，下列选项中与误差无关的是________．
A．槽与小球间有摩擦
B．槽末端切线不水平
C．小球每次自由滚下的位置不同
【答案】(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
(2)1.25 (3)A
【解析】(2)取a、b、c三点分析，水平方向间隔均为2L，所以小球从a点到b点、从b点到c点的时间相同，设均为T，在竖直方向上由Δy＝gT2，解得T＝0.05 s，根据水平方向匀速运动有2L＝v0T，解得v0＝1.0 m/s．小球经过b点时竖直方向上的速度vy＝eq \f(3L,2T)＝0.75 m/s，所以小球经过b点时的速度大小vb＝eq \r(v\\al(2,0)＋v\\al(2,y))＝1.25 m/s．
(3)槽与小球间有摩擦，对本实验没有直接影响，只要小球每次从同一位置由静止释放，小球做平抛运动的初速度都相同，A正确，B、C错误．
2．某学习小组用实验探究平抛运动规律．

(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用两个相同的弧形轨道M、N分别于C、D发射小铁球P、Q，其中M、N的末端与光滑水平面相切，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，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到P、Q落地时的现象应是________．
A．P在Q前 B．P在Q后
C．P击中Q
保持AC＝BD，仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_______________________________________________________．
(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为2.5 cm，该小球做平抛运动的初速度大小为________m/s．(g取10 m/s2)
【答案】(1)C 平抛运动水平方向是匀速直线运动 (2)1
【解析】(1)该实验可观察到P落地时的现象应是P击中Q，故选C；该现象说明两球在水平方向的运动是相同的，即平抛运动水平方向是匀速直线运动．
(2)根据Δy＝gT2解得T＝eq \r(\f(Δy,g))＝eq \r(\f(2.5×10－2,10)) s＝0.05 s，小球做平抛运动的初速度大小为v0＝eq \f(2L,T)＝eq \f(5×10－2,0.05) m/s＝1 m/s．
3．如图所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：
(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明________．
A．两小球落地速度的大小相同
B．两小球在空中运动的时间相等
C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同
D．a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
(2)利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图所示，图中O为抛出点且为两坐标轴交点，坐标xB＝40 cm, yB＝20 cm，则a小球水平飞出时的初速度大小v0＝________m/s，平抛小球在B处的瞬时速度的大小vB＝________ m/s．(g取10 m/s2，以上计算结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)BC (2)2.0 2.8
【解析】(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放小球，最终两小球同时落地，知运动时间相等，说明a球在竖直方向上的分运动与b小球的运动相同，但不能说明a小球水平方向的分运动是匀速直线运动，故选BC．
(2)根据x＝v0t和y＝eq \f(1,2)gt2，可得t＝0.2 s．v0＝eq \f(xB,t)＝eq \f(0.4,0.2) m/s＝2 m/s．B点的速度vB＝eq \r(v\\al(2,0)＋gt2)＝eq \r(22＋22) m/s＝2eq \r(2) m/s≈2.8 m/s．
4．根据把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，平抛运动可以看作是在竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动．
为了研究平抛运动的特点，用频闪照相的方法记录做平抛运动的小球每隔相等时间T的位置，如图甲所示．以左边第一个小球(平抛起始点)的中心为原点，沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系，用平滑曲线把这些位置点连接起来，如图乙所示，其中M1、M2、M3……分别为图甲中记录的小球的位置．已知重力加速度为g．

(1)根据______________________可以判断小球在水平方向上做____________运动．
(2)有同学进一步猜测，小球在竖直方向做自由落体运动，请你利用题中所给信息，提出一种判断该同学的猜测是否成立的方法：_____________________________________．
(3)若(2)中猜测成立，测得某小球中心点的横坐标为x，纵坐标为y，据此可以计算出小球的初速度大小为____________．
【答案】(1)相邻两点间的水平距离相等 匀速直线 (2)根据y＝eq \f(1,2)gt2算出相应纵坐标的值与图中相应的值对比 (3)xeq \r(\f(g,2y))