2022-2023学年高一物理 人教版2019必修第二册 分层作业 实验：探究平抛运动的特点（3-基础达标练） 含解析

5.3实验：探究平抛运动的特点（3-基础达标练）（解析版）一、实验题（本大题共5小题）1.如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点(轨迹已擦去).已知小方格纸的边长L=2.5cm．g取10m/s2.请你根据小方格纸上的信息，完成下面几个问题：(

(1)小球平抛运动的初速度v0=______m/s。

(2)物体运动到b点时的瞬时速度vb=______m/s；

(3)从抛出点到c点所经历的时间是______【答案】(1)1.00；(2)1.25；(3)0.125

【解析】该题考查研究平抛运动的实验相关知识。熟知实验原理和平抛运动特点是解决本题的关键。

(1)由Δy=gT2和v0=xT求解初速度；

(2)根据中间时刻瞬时速度等于平均速度求解vby，再根据速度的合成求vb；

(3)先求解c点速度，再求解从抛出点到c点所经历的时间。

【解答】

(1)由Δy=gT2得，

T=Δyg=2.5×10-210s=0.05s，

则初速度v0=2.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：

(1)照相机的闪光频率是______Hz；

(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s；

(3)小球经过B点时的速度大小是______m/s．【答案】10

1.5

2.5

【解析】解：(1)在竖直方向上有：△h=gT2，

其中：△h=(5-3)×5cm=10cm=0.1m，

代入求得：T=Δhg=0.1m10m/s2=0.1s，

因此闪光频率为：f=1T=10.1s=10Hz

(2)水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，代入解得：

v0=xT=0.15m0.1s=1.5m/s．

(3)根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：

vBy=hAC3.图甲是研究平抛运动的实验装置示意图，小球从斜面上一定高度处从静止释放，经过一段水平轨道后落下，利用该装置可以记录小球球心的运动轨迹。(1)在实验操作中需要小球多次重复运动，则每次小球___________从同一位置由静止开始运动。轨道_______________光滑。(两空均选填“必须”或“不一定”)

(2)某同学记录了运动轨迹上三点A、B、C，如图所示，以A为坐标原点，建立坐标系，各点坐标值已在图中标出，则小球平抛初速度大小为______ m/s; B点的速度是_____ m/s (g取10 m/s2【答案】(1)必须；不一定(2)1.0；5。

【解析】(1)在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹，实验成功的关键是小球是否初速度水平，要求从同一位置多次无初速度释放，这样才能确保每次平抛轨迹相同

(2)平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．根据竖直方向上△y=gT2，求出时间间隔，然后根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．求出B点在竖直方向上的速度，将水平速度与竖直速度合成后即为B点的速度。

【解答】(1)为了保证小球做平抛的初速度相同，每次都必须使小球从同一位置由静止开始运动；

只需要保证小球从斜槽末端做平抛运动，速度相同即可，不一定保证轨道光滑。

(2)由于AB段、BC段在水平方向上的位移相等，故时间间隔相等，设相等的时间间隔为T，

在竖直方向上△y=gT2，则T=Δyg=(40-15-15)×10-210s=0.1s，

则平抛的初速度4.两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．用小锤打击弹性金属片，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(保持AC不变)，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_____．【答案】(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；(2)

两球相碰；平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。

【解析】解：(1)两球同时落地，说明A、B两球在竖直方向运动规律相同．

故答案为：平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．

(2)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；

仅仅改变弧形轨道M的高度，只是影响P球在空中运动时间，但是P、Q两球在水平方向上的运动规律是相同的，因此实验现象相同，故这个实验说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．

故答案为：P球会砸中Q球，平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．

明确该实验的实验目的以及平抛运动的规律即可正确解答本题．

该实验设计的巧妙，有创新性，使复杂问题变得更直观，因此在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要重视学生对实验的创新．

5.用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”，M为斜槽，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板．(1)除了硬背板(含固定支架)、小球、斜槽M、重锤线、倾斜的挡板N、铅笔、图钉，白纸、复写纸之外，下列器材中还需要的是

．A.秒表B.刻度尺C.天平D.弹簧秤(2)本实验需要选择合适的点作为坐标原点O，建立直角坐标系，下面4幅图中，原点选择正确的是

．A.B.C.D.(3)实验中得到的轨迹如图乙，其中O点为平抛运动的起点，重力加速度g取9.8m/s2，根据图中给出的数据可得钢球做平抛运动的初速度v0【答案】(1)B；(2)C；(3)1.6

【解析】解决本题的关键知道实验原理和注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。

【解答】

(1)A、时间可以计算出