平抛运动实验同步检测word版含答案

平抛运动实验一、基本步骤1、[多选]在做“探究平抛运动的特点”实验时，下列说法正确的是()A．安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直B．斜槽必须光滑C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的特点解析：选ACD做本实验必须使斜槽末端切线水平，使钉有坐标纸的木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴。斜槽没必要必须光滑，只要能使小球飞出的初速度相同即可。小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球每次飞出的初速度相同。综上可知A、C、D正确，B错误。2、如图所示，在探究平抛运动的特点时，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(两球不相撞)。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自由落体运动D．竖直方向的分运动是匀速直线运动解析：选C这是一个对比实验，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，其实是将A球竖直方向的分运动与B球的自由落体运动进行对比，实验时，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两球总是同时落地，由此可知A球竖直方向的分运动是自由落体运动。3、[多选]为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有()A．两球的质量应相等B．两球同时落地C．应改变装置的高度，多次实验D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动解析：选BC开始运动后，A、B两球均只受重力作用，竖直方向的运动相同，不受质量影响，故A错误。A球在竖直方向上的分运动和B球的运动相同，均为自由落体运动，故它们同时落地，故B正确。实验中，必须改变某些条件，重复实验多次，才能说明所得规律的普遍性，故C项所述做法是必需的，故C正确。该实验无法说明A球在水平方向上的分运动情况，故D错误。4、如图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。用频闪照相的方法研究A、B两球的运动。如图乙所示是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为()A．A小球在水平方向做匀速运动B．A小球在水平方向做匀加速运动C．A小球在竖直方向做匀速运动D．A小球在竖直方向做匀加速运动解析：选A相邻竖直线之间的距离相等，说明平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，A正确，B错误；竖直方向上位移越来越大，只能说明在竖直方向上A小球做加速运动，C、D错误。5、[多选]下列哪些因素会使“探究平抛运动的特点”实验的误差增大()A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，直接以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远解析：选BC小球与斜槽之间有摩擦，不影响实验的测量，只要保证小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，获得的初速度就一样，故A项不会使误差增大；安装斜槽时其末端不水平，小球的运动不是平抛，会引起误差，故B项会使误差增大；建立坐标系时，应以小球在斜槽末端端口时的球心在木板上的投影为坐标原点，否则会引起误差，故C项会使误差增大；根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远，会使长度测量的相对误差较小，故D项不会使误差增大。6、在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的是()A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端一定要低于水面C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹解析：选BD小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A不合理；竖直管的上端应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，管上端处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确。二、网格问题1、该同学采用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L＝5cm，A、B、C是摄下的三个小球位置，如果取g＝10m/s2，那么：(1)照相机拍摄时每________s曝光一次；(2)小球做平抛运动的初速度的大小为________m/s。解析：(1)由Δy＝gT2，Δy＝2L＝m可得T＝s。(2)由Δx＝v0T，Δx＝3L＝m可得v0＝m/s。答案：(1)(2)2、某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。则：(1)小球平抛的初速度为__2__m/s。(g取10m/s2)(2)小球抛出点位置的坐标为x＝__－10__cm，y＝__－cm。解析：(1)由平抛运动规律，可得在x轴方向上xab＝v0T，在竖直方向上hbc－hab＝gT2，代入数据解得T＝s，v0＝eq\f(xab,T)＝2m/s。(2)小球经过b点时竖直分速度vby＝eq\f(hac,2T)＝m/s，小球从开始运动到经过b时运动的时间tb＝eq\f(vby,g)＝s，说明小球经过a点时已经运动了ta＝s，所以小球抛出点的坐标为x＝－v0ta＝－10cm；y＝－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,a)＝－cm。3、某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方格边长cm，当地的重力加速度为g＝m/s2。(1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为__,__。(2)小球平抛的初速度大小为s__。解析：由Δy＝gT2得T＝s∴v0＝eq\f(Δx,T)＝m/s又y4＝y3＋3Δy＝cmx4＝v0·3T＝cm4、图甲是“探究平抛运动的特点”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(g＝m/s2)。(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝8mm，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；小球经过B点时的竖直分速度为______m/s(g＝10m/s2)。[解析](1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，目的是保证小球平抛的初速度水平，从而做平抛运动，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同，从而保证画出的轨迹为一条抛物线。(2)根据y＝eq\f(1,2)gt2得，t＝eq\r(\f(2y,g))＝eq\r(\f(2×,)s＝s，则小球做平抛运动的初速度为：v0＝eq\f(x,t)＝eq\f,m/s＝m/s。(3)在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2得：T＝eq\r(\f(2L,g))＝eq\r(\f(2×,10))s＝s，则小球做平抛运动的初速度为：v0＝eq\f(3L,T)＝eq\f(3×,m/s＝m/s，小球经过B点时的竖直分速度为：vyB＝eq\f(8L,2T)＝eq\f(8×,2×m/s＝m/s。5、某实验小组同学在“研究平抛物体的运动”实验中，只画出了如图所示的曲线，于是他在曲线上取水平距离Δx相等的三点A、B、C，量得Δx＝m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝m，h2＝m，(g＝10m/s2)利用这些数据，可求得：(1)物体抛出时的初速度为__2__m/s；(2)物体经过B时竖直分速度为s；(3)抛出点距B点的水平距离为，竖直距离为。解析：(1)由Δh＝gT2，得T＝s，v0＝eq\f(Δx,T)＝2m/s(2)vBy＝eq\f(h1＋h2,2T)＝m/s(3)抛出点距B点的时间t＝eq\f(vBy,g)＝s则抛出点距B点的水平距离xB＝v0t＝m竖直距离hB＝eq\f(1,2)gt2＝5m6、在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x＝cm，A、B间距离y1＝cm，B、C间距离y2＝cm。请回答以下问题(g＝m/s2)(1)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1))。(用题中所给字母表示)。(2)小球初速度的值为v0＝s。解析：由于每次移动距离x＝cm，所以小球从打A点到打B点与从打B点到打C点的时间相同，设此时间为t。由于y2－y1＝gt2，且y1＝cm，y2＝cm，g＝m/s2，所以t＝eq\r(\f(y2－y1,g))＝s，故小球初速度v0＝eq\f(x,t)＝xeq\r(\f(g,y2－y1))＝m/s。三、基本实验1、(1)（多选）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有________．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(3)(多选)引起实验结果偏差较大的原因可能是____________．A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B．确定Oy轴时，没有用重垂线C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦D．空气阻力对小球运动有较大影响[解析][答案](1)C、F(2)AC(3)ABD(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滚下，才能保证每次的轨迹相同，A正确．斜槽没必要必须光滑，只要能使小球飞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．(3)小球从斜槽末端飞出时，斜槽切线不水平，y轴方向不沿竖直方向，空气阻力对小球运动有较大影响，都会影响小球的运动轨迹或计数点的坐标值，从而引起较大的实验误差，而斜槽不绝对光滑只会影响小球平抛的初速度大小，不会影响实验结果偏差大小，故A、B、D正确．2、(1)在做“研究平抛物体的运动”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)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滚下B．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来C．斜槽轨道末端可以不水平D．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解析(1)实验还需器材是坐标纸和重垂线，描出的轨迹在坐标纸上，方便数据处理，重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标．(2)做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动，使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描绘小球运动轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去．答案(1)CF(2)AD3、在做“探究平抛运动的特点”的实验时：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线________。(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的。(3)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，则O点________(填“是”或“不是”)抛出点。(4)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了y­x2图像，如图乙所示，则此平抛物体的初速度v0＝________m/s。(取g＝10m/s2)解析：(1)研究平抛运动时应保证小球的初速度水平，即调整斜槽末端的切线水平。(2)竖直方向用铅垂线确定，因为小球在竖直方向所受的重力是竖直向下的。(3)由轨迹可知，在相等的时间内，竖直方向的位移之比为1∶3∶5∶…，表明竖直方向是初速度为零的匀加速运动，即自由落体运动，O点就是抛出点。(4)根据y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t得，平抛运动的轨迹方程为y＝eq\f(g,2v\o\al(0,2))x2，则y­x2图像的斜率为eq\f(g,2v\o\al(0,2))＝eq\f,m－1＝20m－1，解得初速度v0＝m/s。答案：(1)水平(2)铅垂线(3)是(4)4、在“探究平抛运动的特点”实验中，(1)图1是用横挡条卡住平抛小球，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点时的________。A．球心 B．球的上端C．球的下端[多选]在此实验中，下列说法正确的是________。A．斜槽轨道必须光滑B．记录的点应适当多一些C．用光滑曲线把所有的点连接起来D．y轴的方向根据重锤线确定(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________。A．释放小球时初速度不为0B．释放小球的初始位置不同C．斜槽末端切线不水平解析：(1)由题干中确定小球平抛运动轨迹的方法及实验原理知，坐标原点应选小球的上端，所以选B。实验过程中，斜槽轨道不一定光滑，只要能够保证小球从同一位置由静止释放，离开斜槽末端的初速度一样就可以，所以A错误；记录点应适当多一些，能够保证描点所得的轨迹更平滑，选项B正确；描点时与平滑曲线偏差过大的点需舍去，选项C错误；y轴必须是竖直方向，即用重锤线确定，即选项D正确。(2)由题图可知斜槽末端切线不水平，才会造成斜抛运动，选项C符合题意。答案：(1)BBD(2)C5、某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图所示．在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后，进行了如下步骤的实验：(1)实验前在白纸上画一条直线，并在直线上标出a、b、c三点，且ab＝bc，如下图所示．量出ab长度L＝cm.(2)让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板离桌面的高度为h1＝cm.(3)让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板离桌面的高度h2＝cm.(4)让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板离桌面的高度h3＝cm.则该同学由上述测量结果即可粗略测出钢球的平抛初速度大小v0＝________m/s，钢球击中b点时，其竖直分速度大小为vby＝________m/s.(取重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计)解析依题意作出钢球运动轨迹如图所示，在竖直方向上有Δy＝－cm－－cm＝10．00cm＝m，Δy＝gt2，则t＝eq\r(\f(Δy,g))＝s，水平方向上有Δx＝cm，v0＝eq\f(Δx,t)＝eq\f(Δx,\r(\f(Δy,g)))＝m/s，则vby＝eq\f(－×10－2,2×m/s＝m/s.答案6、某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装置示意图如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(如图中P0P0′、P1P1′…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示．(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________、________、________.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了________________________.(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了__________________________.(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹．解析本实验把小球通过的水平相等位移(即槽间距离d)，巧妙转化为题图中x轴上通过相同的位移(即向纸内侧平移距离d)，而竖直方向确定的落点为竖直位置，因而可画出平抛运动的轨迹．(1)根据实验设计方案，实验前应对实验装置进行调节，使斜轨道末端切线水平，以保证小球飞出时的速度沿水平方向，小球做平抛运动．每次让小球从同一位置由静止释放的目的是使小球每次做平抛运动的初速度相同，轨迹相同．(2)每次将B板向内侧平移距离d是为了保持记录纸上每两点之间的水平距离相同．(3)如图所示(注意要用平滑的曲线连接)．答案(1)斜槽末端水平A板水平插槽P0P0′垂直斜槽并在斜槽末端正下方使小球每次做平抛运动的初速度都相同(2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离(3)见解