物理人教版必修2课时作业5-3实验研究平抛运动

课时作业3实验：研究平抛运动时间：45分钟一、单项选择题1．在做“研究平抛物体的运动”实验中，需要测量的物理量有(D)A．小球的质量B．小球的释放点到斜槽末端的竖直高度C．运动轨迹上某点到原点的距离D．运动轨迹上某点到原点的水平距离和竖直距离解析：该实验的目的是描轨迹和测初速度v0.要测v0需求出运动时间和水平位移大小，由t＝eq\r(\f(2h,g))可知，求时间需要测小球的下落高度，即竖直位移．2．从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子，下列说法正确的是(C)A．初速度大的先落地 B．质量大的先落地C．两个石子同时落地 D．无法判断解析：依据x＝v0t，h＝eq\f(1,2)gt2判断，重力加速度与质量无关，B错误；水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，下落时间与水平速度无关，C正确，A、D错误．故答案为C.3．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(C)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：改变高度做实验，发现A、B仍同时落地，只能说明A球的竖直分运动与B球自由落体运动情况相同，故C项正确．4．从水平水管中喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹，从水柱的形状我们可以想到(A)A．由于水柱是向下弯曲的，它在竖直方向的速度应该越来越大B．由于水柱是向下弯曲的，它在竖直方向的速度应该越来越小C．尽管水柱是向下弯曲的，它在竖直方向的速度应该是不变的D．从水柱是向下弯曲的这一现象，我们无法想到什么解析：从水平水管喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹，水柱弯曲方向向下，是因为受到重力的作用，且在竖直方向上加速，速度应该越来越大．5．做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动一段时间后着地．记者从侧面用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3幅运动照片，如图所示．已知相邻两次曝光的时间间隔相等，汽车的长度为l，则下列说法不正确的是(D)A．从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B．从左边一幅照片可推算出相邻两次曝光的时间间隔C．从中间一幅照片可推算出照片中间的小汽车对应时刻的速度D．从右边一幅照片可推算出汽车的水平分速度解析：由平抛运动的实验规律可得：小车在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，可以从图中读出水平方向的格数是汽车的水平位移，竖直方向由Δs＝aT2可求出每段的时间间隔，从而求出水平速度，A、B正确；C项中，由匀变速运动规律v中＝eq\f(s,2T)得竖直分速度，与水平分速度矢量合成可求出中间时刻对应的速度．而D项中，小车已落地，不再符合平抛运动规律，无法推算．二、多项选择题6．在做“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是(AC)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，分析平抛运动水平和竖直分运动的规律解析：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，只要能使小球滑出的初速度相同即可，选项B错误．小球每次从斜槽上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．本实验的目的是描绘平抛运动轨迹，并计算平抛运动的初速度，D错误．7．为了验证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(BC)A．两球的质量应相等B．两球应同时落地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：物体做自由落体运动的运动情况与物体的质量无关，两球质量没有必要相等，选项A错误；改变装置的高度，且每次都同时落地，才能说明A球在竖直方向做自由落体运动，选项B、C正确；本实验不能说明A球在水平方向上做匀速直线运动，选项D错误．8．如图所示，方格坐标每一小格边长为10cm，一物体做平抛运动时分别经过O、a、b三点，重力加速度g取10m/s2，则下列结论正确的是(CD)A．O点就是抛出点B．a点速度va与水平方向成45°角C．小球抛出速度v＝1m/sD．小球经过a点的速度为eq\f(\r(13),2)m/s解析：由于O、a、b三点水平方向距离相等，说明tOa＝tab，若O点为抛出点，则在竖直方向连续相等时间内通过的位移之比为135，而从题图看，竖直方向相等时间内位移之比为12，所以O点不是抛出点，故A错．因O到a的位移方向与水平方向成45°，所以物体经过a点时速度方向与水平方向夹角肯定大于45°，故B错．根据匀变速直线运动公式a＝eq\f(Δs,t2)，a＝g＝10m/s2，得t＝eq\r(\f(Δs,g))＝0.1s＝tOa＝tab.水平方向匀速运动，速度v＝vx＝eq\f(s,t)＝1m/s，故C对．小球经过a点时竖直方向分速度vay＝eq\f(sOby,tOb)＝eq\f(0.3,0.2)m/s＝1.5m/s，得va＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,ay))＝eq\f(\r(13),2)m/s，故D对．三、非选择题9．某同学课外研究平抛物体的运动，并将实验中测出的两物理量Q和S的数值填表如下，Q和S的单位相同但没有写出．(g取10m/s2).Q0.000.200.400.600.801.00S0.000.050.200.450.801.25(1)上表中Q表示的物理量是水平位移，S表示的物理量是竖直位移．(2)若上表中Q和S用的都是国际单位制中的单位，则平抛物体的水平速度为2.0m解析：(1)由Q和S的变化规律知，Q为平抛物体的水平位移，S为平抛物体的竖直位移．(2)由表格可知，竖直方向上平抛物体在相等的时间间隔内通过的位移之差为Δy＝0.10m，由Δy＝gT2，得T＝eq\r(\f(Δy,g))＝0.10s．水平方向上平抛物体在相等时间内的位移x＝0.20m，则平抛物体的水平速度为v0＝eq\f(x,T)＝eq\f(0.20,0.10)m/s＝2.0m/s.10．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，但照片上有一破损处．已知每个小方格边长10cm，当地的重力加速度为g＝10m/s2.(1)若以拍摄的第1个点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则照片上破损处的小球位置坐标为x＝40cm，y＝30(2)小球平抛的初速度大小为2m解析：(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上相等时间内的位移相等，可知破损处的横坐标x＝4L＝40cm，竖直方向上连续相等时间内的位移之差相等，可知破损处的纵坐标y＝3L＝(2)在竖直方向上，根据Δy＝L＝gT2得相等的时间间隔为：T＝eq\r(\f(L,g))＝eq\r(\f(0.1,10))s＝0.1s，则小球平抛运动的初速度为：v0＝eq\f(2L,T)＝eq\f(2×0.1,0.1)m/s＝2m/s.11．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图甲所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，MN为水平木板．已知悬线长为L，悬点与木板间的距离OO′＝h(h>L)．(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是使小球运动的初速度v0为水平方向，以保证小球做平抛运动．(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，O′C＝x，则小球做平抛运动的初速度v0＝xeq\r(\f(g,2h－L)).(3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向间的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离x将随之改变，经多次实验，以x2为纵坐标，cosθ为横坐标，得到如图乙所示图象，则当θ＝30°时，x为0.52m解析：本题是利用单摆描绘平抛运动的轨迹，属实验原理的迁移应用．(1)使小球运动到悬点正下方时，速度为水平方向，保证小球做平抛运动．(2)