《 备考指南 物理 》课件-第4章 实验5

第四章实验5知识巩固练习1．(2021年全国卷Ⅱ)某同学利用图甲所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使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乙所示(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.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出．甲乙完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图乙中位置A时，其速度的水平分量大小为______m/s，竖直分量大小为______m/s.(2)根据图乙中数据可得，当地重力加速度的大小为__________m/s2.【答案】(1)1.02.0(2)9.7【解析】(1)因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.05,0.05)m/s＝1.0m/s，竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得，即vy＝eq\f(8.6＋11.0×5×10－2,0.05×2)m/s≈2.0m/s.(2)由竖直方向的自由落体运动可得g＝eq\f(y3＋y4－y2－y1,4T2)，代入数据可得g＝9.7m/s2.2．(2021年临沂模拟)如图为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，重力加速度g取10m/s2，由图可知：小球从A点运动到B点经历的时间________(填“小于”“大于”或“等于”)从B点运动到C点经历的时间；照相机的闪光频率为______Hz；小球抛出时的初速度大小为______m/s，小球在B点的速率是______m/s(可用根号表示)．【答案】等于102.5eq\f(\r(61),2)【解析】水平方向的运动是匀速直线运动，从A到B和从B到C水平方向的位移相同，所以经历的时间相等．在竖直方向上有Δh＝gT2，其中Δh＝10cm，代入求得T＝0.1s，因此闪光频率为f＝eq\f(1,T)＝10Hz.水平方向为匀速运动，有s＝v0t，选AB段：其中s＝5l＝25cm，t＝T＝0.1s，代入解得v0＝2.5m/s.小球在B点竖直方向的速度为vy＝eq\f(12×5×10－2,2×0.1)m/s＝3m/s，所以小球在B点的速率为vB＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(2.52＋32)m/s＝eq\f(\r(61),2)m/s.综合提升练习3．某物理实验小组采用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”．(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，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(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，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，将水平板依次放在如图乙中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为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是________．A．x2－x1＝x3－x2 B．x2－x1＜x3－x2C．x2－x1＞x3－x2 D．无法判断(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图丙所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．重力加速度为g.可求出小球从P1运动到P2所用的时间为________，小球抛出时的水平速度为________．(两空均用测量的物理量的符号表示)【答案】(1)B(2)C(3)eq\r(\f(2L,g))3eq\r(\f(gL,2))【解析】(1)因为实验是研究平抛运动，所以安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度水平，B正确．(2)小球水平方向做的是匀速直线运动，竖直方向做的是自由落体运动，由竖直方向上的位移关系知下落相等位移用的时间越来越短，对应的水平位移也就越来越小，所以水平方向上x2－x1＞x3－x2，C正确．(3)从轨