适用于新高考新教材备战2025届高考物理一轮总复习第4章抛体运动与圆周运动第5讲实验探究平抛运动的特点

第5讲试验:探究平抛运动的特点1.用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。(1)图甲中用小锤击打弹性金属片C,球A沿水平方向飞出后做平抛运动,与此同时,与球A相同的球B被松开做自由落体运动;变更试验装置离地面的高度,多次试验,两球总是(选填“同时”“A先B后”或“B先A后”)落地,这说明做平抛运动的球A在竖直方向上做(选填“自由落体运动”或“竖直下抛运动”)。

(2)图乙中,M、N是两个完全相同的轨道,轨道末端都与水平方向相切,其中,轨道N的末端与光滑水平面相切,轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,同时切断电源,使两球以相同的初速度v0同时通过轨道M、N的末端,发觉两球(选填“同时”或“先后”)到达E处,发生碰撞。变更轨道M在轨道N上方的高度,再进行试验,结果两球也总是发生碰撞,这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动状况与Q球(选填“相同”或“不同”),为(选填“匀速直线运动”或“匀加速直线运动”)。

2.(2024广东东莞模拟)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整的倾斜挡板。(1)除了硬背板(含固定支架)、小球、斜槽M、铅垂线、倾斜的挡板N、铅笔、图钉、白纸、复写纸之外,下列器材中还须要的是。

A.秒表B.刻度尺C.天平D.弹簧测力计(2)本试验须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。

(3)试验中得到的轨迹如图乙所示,其中O点为平抛运动的起点,重力加速度g取9.8m/s2,依据图中给出的数据可得钢球做平抛运动的初速度v0=m/s。

3.(2024广东高三开学考试)用如图甲所示装置探讨平抛运动,将光电门①安装在斜槽轨道末端Q点,利用螺旋测微器测量钢球的直径为d=10.382mm,背景为方格的硬板竖直固定,钢球从P点滑下后从Q点水平飞出,如图乙所示。反复调整光电门②的位置,在M点时钢球恰好能通过,分别记录下钢球通过两个光电门的时间及从光电门①运动到光电门②所用的时间。通过光电门①的时间通过光电门②的时间光电门①运动到光电门②所用的时间t1=0.0104st2=0.0046st=0.2080s(1)钢球做平抛运动的初速度为m/s(保留3位有效数字)。

(2)钢球通过光电门②时竖直方向的速度为vy=m/s,加速度为a=m/s2。(均保留3位有效数字)

图(a)4.(2024全国乙卷)某同学利用图(a)所示装置探讨平抛运动的规律。试验时该同学运用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示图(b)(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5cm。该同学在试验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平重量大小为m/s,竖直重量大小为m/s。

(2)依据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为m/s2。

5.(2024广东广州一模)用如图甲所示的装置探讨平抛运动,请完成相关试验内容。甲乙(1)将斜轨固定在桌面上,反复调整斜轨末端成水平;(2)在末端出口处安装光电门并调整其到适当位置。将贴有坐标纸的木板紧靠在斜轨出口处竖直放置,并在坐标纸上将出口处标为O点,过O点作水平线为x轴、竖直线为y轴;(3)用螺旋测微器测量小球的直径d,读数如图乙所示,则d=mm;

(4)从斜轨上释放小球,用每隔130(5)从数字计时器读得小球通过光电门的遮光时间为6.2×10-3s,则小球通过光电门时的瞬时速度为v1=m/s(保留2位有效数字);

(6)依据频闪照片中记录的信息,在图甲的坐标纸上标出小球离开斜轨后的5个连续位置A、B、C、D、E,读得A、E两位置的水平距离为12.00cm,由此可求得小球做平抛运动的初速度为v2=m/s(保留2位有效数字);

(7)多次试验发觉总是有v1>v2,导致这个结果的可能缘由有。(填选项前的字母)

A.小球在轨道斜面上受摩擦阻力B.小球平抛运动过程受空气阻力C.小球平抛运动轨迹平面与坐标纸不平行D.小球经过光电门时,球心与光线不在同一高度6.(2024广东韶关南雄中学模拟)图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器,某试验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量(单位时间内流出水的体积)。试验方案如下:乙甲丙(1)利用游标卡尺测量取水器出水管内径d,如图乙所示,应利用游标卡尺部分进行测量(选填图乙中的字母代号),读数为mm;

(2)调整取水器管口方向,使取水器启动后水从管口O点水平射出,如图丙所示;(3)待水在空中形成稳定的弯曲水柱后,紧贴水柱后方放置白底方格板(已知每个正方格的边长为L),并利用手机正对水柱拍摄照片,取水柱上的三个点a、b、c,如图丙所示;(4)已知当地重力加速度大小为g,依据图丙可以计算水从管口O点喷出时的初速度v=(用L、g表示);

(5)由上述信息可计算得出取水器取水时的流量Q=(用L、g、d表示)。

参考答案第5讲试验:探究平抛运动的特点1.答案(1)同时自由落体运动(2)同时相同匀速直线运动解析(1)与球A相同的球B被松开做自由落体运动,变更试验装置离地面的高度,多次试验,两球总是同时落地,说明做平抛运动的球A在竖直方向上的运动状况与球B相同,为自由落体运动。(2)两球以相同的初速度v0同时通过轨道M、N的末端,发觉两球同时到达E处,发生碰撞。变更轨道M在轨道N上方的高度,再进行试验,结果两球也总是发生碰撞,这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动状况与Q球相同,为匀速直线运动。2.答案(1)B(2)C(3)1.6解析(1)本试验须要刻度尺测量长度,不须要秒表,时间由位移计算,不须要天平和弹簧测力计测量质量和重力。故选B。(2)小球从斜槽末端位置起先做平抛运动,所以平抛运动的初位置为小球在斜槽末端球心的投影点。故选C。(3)依据y=12gt2得小球平抛运动的时间为t=2yg=2×0.1969.8s=3.答案(1)0.998(2)2.039.76解析(1)依据光电门的工作原理得v0=dt1,解得初速度为v0=0(2)依据光电门的工作原理得钢球通过光电门②的速度v2=dt2=2.26m/s,则竖直方向的速度vy=v22-v02=2.03m/s。由vy=at,得加速度4.答案(1)1.02.0(2)9.7解析本题考查利用平抛运动测量当地的重力加速度,意在考查试验实力。(1)当小球落到A处时,在水平方向上,vAx=xT=2×5×(2)设竖直方向的位移依次为y1、y2、y3、y4,依据逐差法得g=(y3+y4)-(5.答案(3)6.200(5)1.0(6)0.90(7)BCD解析(3)小球的直径d=6mm+20.0×0.01mm=6.200mm。(5)小球通过光电门时的瞬时速度为v1=dt=6.200(6)相邻两点间的距离和时间间隔分别为3.00cm、130s,所以小球做平抛运动的初速度为v2=xt=3(7)轨道斜面的作用是使小球获得一个水平初速度,小球在轨道斜面上受摩擦阻力并不影响v2的大小,故A不符合题意;小球平抛运动过程受空气阻力,使得小球水平方向做减速运动,水平位移偏小,v2值偏小,故B符合题意;小球平抛运动轨迹平面与坐标纸不平行,可能会造成小球运动过程中在坐标纸上的水平投影位移偏小,v2偏小,故C符合题意;小球经过光电门时,球心与光线不在同一高度,会造成遮光时间变短,则造成v1偏大,故D符合题意。6.答案(1)A5.5(4)2(5)π解析(1)测量