【名师一号】2021年人教版物理双基限时练-必修二：第五章-3实验：研究平抛运动

双基限时练(四)试验：争辩平抛运动1．如图所示，在争辩平抛运动时，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，转变整个装置的高度H做同样的试验，发觉位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该试验现象说明白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转变高度做试验，发觉A、B两球仍同时落地，只能说明A球的竖直分运动与B球自由落体运动状况相同，故C项正确．答案C2．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争辩平抛物体竖直分运动，应当用眼睛看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A肯定要低于水面C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不肯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用装置1争辩平抛物体竖直分运动，由于两个小球不是落在同一点，应当用耳朵听A、B两球是否同时落地，A操作不合理；只有当装置2中竖直管上端A低于水面时才能保证出水口处水压恒定，水流速度恒定，就能获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，所以B操作合理；选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次肯定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，才能保证平抛小球的初速度相同，所以C操作不合理．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，D操作合理．答案BD3．在争辩平抛运动试验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应接受()A．实心小铁球 B．空心小铁球C．实心小木球 D．以上三种小球都可以解析为减小空气阻力对小球运动的影响，阻力和球的重力相比越小，影响越小，故A选项正确．答案A4．安装试验装置的过程中，斜槽末端的切线必需是水平的，这样做的目的是()A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线解析平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平打算的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度打算的，故A项不正确；争辩平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必需保证小球抛出时速度是水平的，并非要争辩小球在空中运动的时间，故B项正确，C项不正确；无论小球飞出的初速度是水平还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，故D项不正确．答案B5．下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”试验的误差增大()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，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．依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较远解析从本试验的试验目的来看，就是要“描出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”，有时同学认为假如小球与斜槽之间有摩擦，小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小，而错选了A.假如认真考虑一下小球在斜槽中的运动，试验中要求“应使小球每次从槽上滚下时开头的位置都相同”，目的就是要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．而y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，得v0＝x·eq\r(\f(g,2y)).其中x、y均由刻度尺进行测量，计算点距抛出点O越远，x、y值就越大，误差越小．因此小球与斜槽之间有摩擦，只要保证小球每次从槽上滚下的初始位置都相同，平抛时的初速度就都相同，不会引起误差．假如安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛而是斜抛运动，会引起误差．应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差．取值范围越大，误差越小．选项B、C正确．答案BC6．数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄大约15帧照片，一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片，下列处理正确的是()A．只要测出相邻三照片上小球的距离，就能推断平抛运动的特点B．只要测出相邻三照片上小球的水平距离，就能推断平抛运动在水平方向上的运动特点C．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能推断平抛运动在水平方向上的运动特点D．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能推断平抛运动在竖直方向上的运动特点解析连续照片之间的时间间隔已知道，因此只需测量两个方向上的对应距离，即可争辩两个分运动的性质．答案BD7．在做“探究平抛运动”的试验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较精确     地描绘运动轨迹．下面列出了一些操作要求，将正确的选项前面的字母填在横线上________．A．调整斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必需不同C．每次必需由静止释放小球D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必需严格地等距离下降E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线解析物理试验具体操作方式并不是一成不变的，依据试验原理和要达到的目的，再结合现有试验条件，机敏地、制造性地设计试验方案、操作要求和操作规范是学习者应具备的素养．试验操作的要求是依据试验原理和要达到的精度而设置的，要确定每一个操作是否正确必需从试验原理入手思考．例如，争辩平抛物体的运动，试验操作必需保证小球做平抛运动；要描绘平抛物体的运动轨迹，必需是同一个运动过程物体经过的位置的连线，因此每次释放小球必需从同一高度，以保证每一次平抛运动轨迹重合．答案ACE8．某同学做平抛物体运动的试验时，用带孔的硬纸卡来确定小球位置，如图所示，下面试验步骤正确的排列挨次是__________．A．把钢球从斜槽上的某点释放，它飞出后开头做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰从小孔中心通过，然后对准孔中心在白纸上登记一个点B．把小球放在斜槽末端，以球心位置作为平抛运动起点O，在白纸上标出O点位置C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平线OxD．用光滑曲线把记录到小球通过位置的若干点连接起来，得到平抛运动的轨迹E．从斜槽上相同位置释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点F．在轨迹上取几个不同的点，测出它们的坐标x和y，利用g值，求出初速度再取平均值G．利用重锤线画出竖直线OyH．把白纸用图钉固定在竖直木板上，把小球放在斜槽末端水平部分，调整到小球不滚动，再固定斜槽答案HBGAECDF9．在争辩平抛运动的试验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球的初速度的计算公式为v0＝__________(用L、g表示)，其值是__________(取g＝9.8m/s2)．解析ab、bc、cd水平方向等间距：x＝2L＝v0T竖直方向：Δy＝aT2，即L＝gT2.所以v0＝eq\f(x,T)＝eq\f(2L,\r(L/g))＝2eq\r(Lg)＝2×eq\r(1.25×10－2×9.8)m/s＝0.70m/s.答案2eq\r(Lg)0.7m/s10．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酷热的电热丝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必需置于悬点正下方的理由是_________________________________________________________________________.(2)将小球向左拉起后自由释放，最终小球落在木板上的C点，O′C＝s，则小球做平抛运动的初速度v0为________．(3)在其他条件不变的状况下，若转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s将随之转变，经多次试验，以s2为纵坐标，得到如图乙所示图象，则当θ＝30°时，s为________m.解析(1)使小球运动到正下方，此时速度v0为水平方向，保证小球做平抛运动．(2)小球做平抛运动的下落高度H＝h－L，满足h－L＝eq\f(1,2)gt2，s＝v0t，由此得v0＝seq\r(\f(g,2h－L)).(3)由s2－cosθ图象可知s2与cosθ的关系满足s2＝acosθ＋b，将(0,2.0)和(1.0,0)代入得a＝－2.0，b＝2.0.则s2与cosθ的关系为s2＝－2cosθ＋2，当θ＝30°时，可解得s＝0.52m.答案(1)保证小球沿水平方向抛出(2)seq\r(\f(g,2h－L))(3)0.5211．在做“争辩平抛运动”的试验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，试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；又将木板再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＝10.00cm，A、B间距离y1＝5.02cm，B、C间距离y2＝14.82cm.请回答以下问题(g＝9.80m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_____________________________________________________________________________________________________________________.(2)依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＝________.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0＝________m/s.解析(1