《备考指南一轮 物理 》课件-实验5

第四章实验五知识巩固练习1．(2020年黑龙江名校调研)研究平抛运动的实验装置如图所示．小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛运动，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次是x1，x2，x3，机械能的变化量依次为ΔE1，ΔE2，ΔE3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是()A．x2－x1＝x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3B．x2－x1>x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3C．x2－x1>x3－x2，ΔE1<ΔE2<ΔE3D．x2－x1<x3－x2，ΔE1<ΔE2<ΔE3【答案】B【解析】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，在水平方向上做匀速直线运动，所以x2－x1＞x3－x2.因为平抛运动的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，则ΔE1＝ΔE2＝ΔE3.故B正确，A、C、D错误．2．如图甲所示，是一位同学在实验室中照的一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，由于照相时的疏忽，没有摆上背景方格板，图中方格是后来用直尺画在相片上的，格子的竖直线是实验中重垂线的方向，毎小格的边长均为5mm，小球在照片上的尺寸正好是一个格子的边长．为了完成实验，他对小球的直径进行了测量，如图乙所示，如果重力加速度g取10m/s2，则：(1)由图乙可知小球的直径是__________mm.(2)频闪照相曝光的频率为______________Hz.(3)小球做平抛运动的初速度为__________m/s.【答案】(1)20.0(2)10(3)1【解析】(1)由乙图可知小球在示数加上估读应为20.0mm.(2)小球在照片上的尺寸正好是一个格子的边长，所以每个格子的边长实际是2cm，在竖直方向上有Δh＝gT2，其中Δh＝(10－5)×2＝10cm，代入求得T＝0.1s．所以f＝eq\f(1,T)＝10Hz.(3)水平方向x＝v0t，其中x＝5L＝0.1m，t＝T＝0.1s，故v0＝1m/s.3．实验小组的同学做研究平抛运动实验．(1)甲同学在做研究平抛运动实验时，只在纸上记下y轴位置，并在坐标纸上描出如图所示曲线．在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的竖直距离h，从而求出小球被抛出时的初速度v0大小为______________．(2)乙同学借助频闪仪成功拍摄了小球做平抛运动的照片如图乙所示，若照片中小方格的边长表示的实际长度为l，频闪仪的闪光频率为f，则小球的平抛速度为v0＝__________，小球经B点时的速度vB＝______，当地重力加速度为g＝______.【答案】(1)eq\r(\f(x\o\al(2,2)－x\o\al(2,1)g,2h))(2)3lfeq\r(13)lf2lf2【解析】(1)设初速度为v0，则从抛出点运动到A所需的时间t1＝eq\f(x1,v0)，从抛出点运动到B所需的时间t2＝eq\f(x2,v0)，在竖直方向上有eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)＝h，代入t1、t2，解得v0＝eq\r(\f(x\o\al(2,2)－x\o\al(2,1)g,2h)).(2)据频闪照片，水平方向有v0T＝3l得v0＝3lf；B点为AC过程的时间中点，其竖直分速度vy＝eq\f(l＋3l,2T)＝2lf，故vB＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(13)lf；由Δy＝gT2得g＝eq\f(3l－l,T2)＝2lf2.综合提升练习4．图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有________．A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平B．每次小球释放的初始位置可以任意选择C．每次小球应从同一高度由静止释放D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，以下y－x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________．(3)图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取两点A、B，测得A、B两点纵坐标y1＝5.0cm，y2＝45.0cm，A、B两点水平间距Δx＝40.0cm.则平抛小球的初速度v0为________m/s.(g取10m/s2)【答案】(1)AC(2)C(3)2.0【解析】(1)安装斜槽轨道时，必须使其末端保持水平，保证小球离开轨道后水平飞出．为了描下轨迹上的多个点，实验须重复多次，但每次小球平抛的初速度必须相同，所以每次小球应从同一高度由静止释放．描绘轨迹时，应该用平滑的曲线把描的点连接起来．故选项A、C正确．(2)若轨迹为抛物线，则轨迹方程为y＝kx2，即y与x2成正比，选项C正