实验探究平抛运动的特点-人教版高中物理必修练习

第五章3实验：探究平抛运动的特点一、单选题1．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做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地．该实验现象说明了A球在离开轨道后A．水平方向的分运动是匀速直线运动 B．水平方向的分运动是匀加速直线运动C．竖直方向的分运动是匀速直线运动 D．竖直方向的分运动是自由落体运动2．如图所示，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，两轨道上端分别装有电磁铁C、D．调C、D高度，使AC＝BD，将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，P、Q从弧形轨道滚下，改变弧形轨道M的高度，再进行若干次实验，经过多次实验发现，P、Q两球总是在水平面相遇．上述实验说明（）A．竖直方向的运动是自由落体运动B．竖直方向的运动是匀速直线运动C．水平方向的运动是匀速直线运动D．水平方向的运动是变速直线运动3．如图所示，用小锤击打弹性钢片，小球A沿水平方向飞出做平抛运动，同时小球B被放开做自由落体运动．关于该实验，下列说法正确的是A．听到A和B同时落地的声音B．本实验要求A和B的质量一定相同C．该实验能说明小球A水平方向做匀速运动D．实验开始时A和B离地面的高度可以不一样4．用如图装置做“研究平抛运动”实验时，下列说法正确的是（）A．用重锤线确定y轴方向B．用目测判断斜槽末端切线是否水平C．每次从轨道上不同位置释放小球D．斜槽不是光滑的，这是实验误差的主要来源5．为了探究平抛运动的规律，将小球A和B置于同一高度，在小球A做平抛运动的同时静止释放小球B．同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析．通过多次实验（）A．只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动B．两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动C．两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动D．只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动二、多选题6．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明（）A．甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动B．乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动C．不能说明上述规律中的任何一条D．甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质7．在研究平抛运动时，为证明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动。某同学设计了如图所示的实验装置：小球A沿轨道滑下，离开轨道末端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。发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该现象说明了A球在离开轨道后，竖直方向的分运动是自由落体运动：下面列出了一些操作要求，你认为正确的是。A．通过调节轨道，使轨道末端水平B．通过调节整个装置，使A球离开轨道末端时与B球从同一高度下落C．每次在轨道上端释放小球A的位置必须在同一点D．每次在轨道上端释放小球A，必须由静止释放E.必须改变整个装置的高度H做同样的实验8．用如图所示的斜槽轨道做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，为了能较准确的研究平抛运动，下面列出了一些操作要求，正确的是A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次必须由静止释放小球D．实验时需要调节木板使其竖直三、实验题9．用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格为相同的正方形。重力加速度g取10m/s2，不计阻力。(1)根据照片显示的信息，下列说法中正确的是___________A．只能确定b球的运动是自由落体运动B．不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动C．只能断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动D．可以确定a球沿水平方向的运动是匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成(2)根据照片信息可求出a球的水平速度大小为___________m/s；当a球与b球运动了___________s时它们之间的距离最小。10．利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置(每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点O)。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。（1）实验过程中，要建立直角坐标系，在下图中，建系坐标原点选择正确的是__________（2）甲、乙、丙、丁四位同学分别建立（1）中A、B、C、D四种坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点（x，y），运用公式可求得小球的初速度，这样测得的平抛初速度值与真实值相比，甲同学的结果_______，丙同学的结果_______。（填“偏大”、“偏小”或“准确”)11．如图所示的实验装置，可用来研究平抛物体的运动。（1）关于实验过程中的一些做法，以下合理的有______；A．安装斜槽轨道，使其末段保持水平B．调整木板，使之与小球下落的竖直面平行C．每次小球应从同一位置由静止释放D．用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹（2）某同学在实验操作时发现，将小钢球轻轻放在斜槽末端时，小球能自动滚下。他应该如何调整：__________________________________；（3）以抛出点为坐标原点O，利用水平位移x和竖直位移y的多组数据做出小球的运动轨迹图，如右图所示。在图线上取一点P，其坐标如图所示。则小球从O运动到P的时间t=_______s；小球初速度的大小v0=_________m/s（重力加速度g取10m/s2）。12．做平抛运动的物体的运动规律可以用如图所示的实验形象描述．（1）小球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动．两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个影子．影子1做_______运动，影子2做_______运动．（2）如若在O点放一点光源S，同时在x轴上某位置固定上一平行于y轴的足够大光屏，则当小球自O点平抛过程中在光屏上的影子做_______运动．（3）如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的水平射程x，最后作出了如图b所示的x-tanθ图象，g=10m/s2．则：由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=_______m/s．13．(1)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，下列图中所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是（____）(2)利用如图所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面说法不正确的是（____）A．坐标原点就是斜槽口的端点B．要在斜槽上适当高度释放小球C．应把木板调整到竖直方向D．小球运动时不应与木板上的白纸（或坐标纸）相接触(3)做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动后着地，一架照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在着地前后一段时间内的运动照片如图所示（虚线为正方形格子）。已知汽车长度为m，相邻两次曝光的时间间隔相等，由照片可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为______m/s（g取10m/s2）14．如图，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移．保持水平槽口距底板高度h＝不变．改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中．(1)由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成____关系，与____无关．v0(m/s)t(ms)d(cm)(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值发现理论值与测量值之差约为3ms．经检查，实验及测量无误，其原因是____．(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竞发现测量值t′依然大于自己得到的理论值，但二者之差在3－7ms之间，且初速度越大差值越小．对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是____．15．在研究“平抛运动”实验中(1)如图所示是横档条，卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______A．球心B．球的上端C．球的下端（2）如图所示此装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可以判断实验操作错误的是____A．释放小球时初速度不为零B．释放小球的初始位置不同C．斜槽末端切线不水平（3）如图所示是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是_______参考答案1．D【解析】球A与球B同时释放，同时落地，时间相同；A球做平抛运动，B球做自由落体运动，将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而A球的竖直分运动与B球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故D正确，ABC错误．2．C【解析】试题分析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，根据实验可知，P球从M点平抛，而Q球从N点在水平面上匀速运动，二者运动轨迹虽然不同，但是水平方向的运动规律相同，因此P球会砸中Q球；故选C．3．A【解析】A．平抛运动竖直方向为自由落体运动，两小球高度相同，竖直方向都有：解得，两小球高度相同，所以听到A和B同时落地的声音，A正确；B．本实验验证平抛运动竖直方向为自由落体运动，由可知，与质量无关，不需要A和B的质量相同，B错误；C．本实验验证平抛运动竖直方向为自由落体运动，不能说明小球A水平方向做匀速运动，C错误；D．验证平抛运动竖直方向为自由落体运动，要保证竖直高度相同比时间，D错误。故选A。4．A【解析】A．在实验中用重锤线确定y轴方向，故A正确．B．不能通过目测确定斜槽末端是否水平，正确方法是让小球置于斜槽末端，看是否滚动，确定斜槽末端是否水平，故B错误．CD．为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次从斜槽同一位置由静止释放小球，斜槽是否光滑，不影响实验的误差，故C错误，D错误．5．C【解析】在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．不能得出水平方向上的运动规律．在图乙的实验中，通过频闪照片，发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动．频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平位移相等，知水平方向做匀速直线运动，C正确．6．AB【解析】在甲实验中，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动；乙实验中，把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，知1球在水平方向上的运动规律与2球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，故A、B正确，C、D错误。故选AB。7．ABE【解析】A．轨道末端水平时才能保证A球离开轨道时速度水平而做平抛运动，故A正确；B．实验是利用比较B球与A球在空中运动的时间来达到实验目的的，而它们在空中运动的时间取决于初始位置离地的高度，故要让它们从同一高度下落，故B正确；CD．每次在轨道上端释放小球A，由同一位置静止释放，保证了小球A在离开轨道时的速度相同，但这只影响小球在水平方向上的运动，与竖直方向上的运动无关，故C错误，D错误；E．要达到实验目的，须保证小球在竖直方向上的初始高度相同，故E正确。故选ABE。8．ACD【解析】A.要保证小球做平抛运动，斜槽末端必须保持水平，抛出速度水平，A正确BC.要保证每次小球平抛初速度相同，小球每次必须从同一位置由静止释放，B错误C正确D.实验时，木板如果不竖直，小球在运动过程中可能与纸面摩擦，导致小球不再做平抛运动，所以木板必须竖直，D正确9．D1【解析】第一空.因为相邻两照片间的时间间隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同，知竖直方向上做自由落体运动．故D正确，ABC错误．第二空.根据△y=gT2=10×=．所以2L=，所以平抛运动的初速度．第三空.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动，所以位移之差恒定，当小球a运动到与b在同一竖直线上时，距离最短，则10．C偏大准确【解析】(1)坐标原点为小球在斜槽末端时，小球球心在木板上的投影，故C正确，ABD错误；(2)由公式，得：以(1)题中A图建立坐标系，甲同学竖直方向位移测量值偏小，水平位移x测量准确，则初速度测量值偏大，由于丙同学所选用的即为正确的坐标，所以丙同学的结果准确。11．（1）ABC（2）调节斜槽末段水平（3）1【解析】解：(1)A、为了保证小球离开斜槽后做平抛运动，安装斜槽轨道时，使其末端保持水平，故选项A正确；B、为准确方便确定小球运动轨迹，应调整木板，使之与小球下落的竖直面平行，故选项B正确；C、为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次小球应从斜槽的同一位置由静止释放，故选项C正确；D、用平滑的曲线连接描绘的点得到小球的运动轨迹，故选项D错误；(2)小球能自动滚下说明斜槽末端不水平，应该调整：调节斜槽末端水平，保证小球做平抛运动；(3)根据，解得小球从O运动到P的时间水平方向则有，解得小球初速度的大小12．匀速匀加速（或自由落体）匀速1【解析】（1）因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以影子1做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以影子2做自由落体运动．（2）设小球平抛运动的初速度为v，t时间内下落的高度为h，O点与屏间的距离为l，屏上影子在t时间移动的位移为x．根据图示，由数学知识可得：，又h=gt2，联立解得x=t；即影子的位移与时间成正比，所以当小球自O点平抛过程中在光屏上的影子做匀速直线运动.（3）物体在竖直方向上有：y=gt2

水平方向上x=vt

=tanθ；联立解得：x=tanθ；由图可知=解得：v=s；13．CA【解析】【分析】【详解】（1）[