实验研究平抛运动易.docx
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实验研究平抛运动易
3.实验-研究平抛运动(易)
1.1.在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是()
A.重垂线B.停表
C.坐标纸或白纸D.天平
【答案】AC
【解析】在研究平抛运动的实验中,用重垂线可画出过坐标原点的竖直线;利用坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,可得到小球平抛运动轨迹,而停表和天平则没有用到,所以选A、C。
2.对于平抛运动,下列条件可以确定初速度的是(不计阻力,g为已知)
A.已知水平位移B.已知下落高度和水平位移C.已知下落高度D.已知合位移
【答案】BD
【解析】由水平方向匀速直线运动x=vt可知,如果知道下落高度可以求得运动时间,在知道水平位移可求得初速度,B对;知道合位移的大小和方向可求得竖直位移和水平位移,D对;
3.(题文)(多选)一架准备空投物资的直升飞机,以10m/s的速度水平飞行,在距地面180m的高度处,欲将物资准确投放至地面目标,若不计空气阻力,g取10m/s2,则( )
A.物资投出后经过6s到达地面目标
B.物资投出后经过18s到达地面目标
C.应在距地面目标水平距离60m处投出物资
D.应在距地面目标水平距离180m处投出物资
【答案】AC
【解析】A、货物竖直分运动是自由落体运动,根据
,得到
故A正确,B错误;
C、货物水平方向以
做匀速直线运动,故
故C正确,D错误。
4.关于平抛运动的说法中,正确的是:
()
A.平抛运动是匀变速运动
B.平抛运动的运动时间由下降高度决定
C.平抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动
D.若物体做平抛运动,任何相等时间内速度变化量相等
【答案】ABCD
【解析】本题考查平抛运动
作平抛运动的物体,只在竖直方向上受到重力的作用,其加速度为定值
,因而平抛运动是匀变速运动,故A正确;
设平抛运动的运动时间为
,下降高度为
,则有
,所以
,时间
只与下降的高度
有关,故B正确;
作平抛运动的物体,只在竖直方向上受到重力的作用,做自由落体运动;而在水平方向上则不受外力的作用,因而做匀速直线运动,所以平抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动,即C正确;
若物体做平抛运动,在竖直方向上受到重力的作用,为恒力,其加速度为
,因而任何相等时间内速度变化量相等,均等于重力加速度
,故D正确
故本题正确答案为A、B、C、D
5.在研究平抛运动的实验中,某同学为了探究影响平抛运动水平射程的因素,他通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验,实验数据记录如右表。
①若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为________的实验数据进行分析。
②若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为_______的实验数据进行分析。
【答案】1、2、31、4、6
【解析】①若探究水平射程与初速度的关系,应控制抛出点的高度高度不变,可用表中序号为1、2、3的实验数据分析;
②若探究水平射程与高度的关系,应控制水平初速度不变,可用表中序号为1、4、6的实验数据;
6.“研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示,下列说法正确的是(_______)
A.将斜槽的末端切线调成水平
B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C.斜槽轨道必须光滑
D.小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放
【答案】ABD
【解析】A、实验中必须保证小球做平抛运动,而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用,故A正确;B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内,因此在实验前,应使用重锤线调整面板在竖直平面内,即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行,故B正确;C、实验成功的关键是每次小球平抛的速度相同且都是水平的,只要每次从同一位置静止释放,即可保证抛出速度相同,与轨道是否光滑没有关系,故C错误;D、由于要记录小球的运动轨迹,必须重复多次,才能画出几个点,因此为了保证每次平抛的轨迹相同,所以要求小球每次从同一高度释放,故D正确。
故选ABD。
7.在“探究平抛运动的规律”的实验中,分成两步进行:
(1)如图(甲)所示。
当金属锤D打击金属片时,A球就水平飞出,B球同时竖直下落,两球_____(A先、B先、同时)落到地面。
这个实验说明A球___________(填写选项代号)。
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
(2)用一张印有小方格的纸作出其轨迹如图(乙)所示,运动途中的三个位置分别为a、b、c,小方格的边长为L,则小球平抛运动的初速度为__________,平抛小球在b点的瞬时速度的大小为____。
【答案】同时C
【解析】
(1)在打击金属片时,两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地,则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动,故选C。
(2)小球水平方向匀速运动,由图可知x=2L,在竖直方向上有:
△h=gT2,其中△h=L,所以:
,水平方向:
x=v0t,可得小球平抛运动的初速度为:
。
小球在b点的竖直分速度为:
,则小球在b点的瞬时速度的大小为:
。
8.某学生在做“研究平抛物体的运动”实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,A为物体运动一段时间后的位置,根据图求出物体做平抛运动的初速度为__________(结果保留两位有效数字,g取10m/s2)
【答案】2.0m/s
【解析】由于物体在竖直方向做自由落体运动,故在竖直方向有△h=gT2,其中△h=h2-h1=(40cm-15cm)-15cm=10cm=0.1m,解得T=0.1s,物体在水平方向做匀速直线运动故x=v0T,其中x=0.2m,代入解得:
v0=2.0m/s。
9.小球做平抛运动的闪光照片的一部分如图所示,图中每小格为1.09cm,闪光的频率为每秒30次,根据此图计算小球平抛运动的初速度___________和当地的重力加速___________。
【答案】0.327m/s9.81m/s2
【解析】A到D运动时间为:
,水平位移为:
x=1.09×3cm=3.27cm=0.0327m,因此小球抛出的水平初速度为:
,在竖直方向小球做匀加速直线运动,相邻两点时间间隔为
,根据:
△y=L=gT2,代入数据解得:
。
10.如图为某小球做平抛运动时,用频闪照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为1.25cm,
,则:
(1)小球平抛的初速度
=________m/s;
(2)闪光频率f=_______Hz。
【答案】0.7520
【解析】
(1)在竖直方向上,根据
,得相等的时间间隔为:
,则初速度为:
;
(2)闪光的频率和周期互为倒数,则有:
。
11.在“研究平抛物体的运动”的实验时,斜槽是否光滑对实验结果是否有影响____.(填“有”、“没有”.)平抛物体的运动规律可以概括为两点:
①水平方向作匀速运动,②竖直方向作自由落体运动.为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:
如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,我们将观察到_________;这个试验说明___________________________.
【答案】没有;A、B两个小球同时落地;小球A竖直方向上做自由落体运动.
【解析】为了保证小球的初速度相等,每次从斜槽的同一位置由静止释放小球,斜槽是否光滑对实验结果没有影响;
在打击金属片时,两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果A、B两个小球同时落地,说明小球A竖直方向上做自由落体运动;
故答案为:
没有,A、B两个小球同时落地,小球A竖直方向上做自由落体运动。
12.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从________ 释放,在一张印有小方格的纸记下小球经过的一系列位置,如图中a、b、c、d所示.
B.按图安装好器材,注意调节斜槽末端切线________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.
(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.
(2)上述实验步骤的合理顺序是________.
(3)已知图中小方格的边长为L,则b点的速度vb=________.(用L、g表示)
【答案】同一位置由静止水平BAC
【解析】
(1)
(2)为了保证小球初速度相同,让小球多次从斜槽的同一位置由静止释放.为了保证初速度水平,应使斜槽末端的切线水平。
正确的操作步骤为BAC。
(3)根据△y=L=gT2,在水平方向:
,联立解得:
,b点竖直分速度:
,则b点的速率:
。
13.如图所示,在研究平抛物体的运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=5.00cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v0=___________m/s,,小球在b点的速率是___________m/s。
(g取值为10m/s2,结果保留两位有效数字)
【答案】2.02.8
【解析】设相邻两点间的时间间隔为T
竖直方向:
3L-L=gT2,得到
;
水平方向:
代入数据解得:
v0=2.0m/s;
b点竖直方向分速度
;
b点的速率
14.在研究平抛运动的实验中,下列说法正确的是__________.
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
【答案】AD
【解析】应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下,以保证小球到达最低点的速度都相同,选项A正确;斜槽轨道不一定要光滑,只需到达底端的速度相同即可,选项B错误;斜槽轨道末端必须水平,以保证小球做平抛运动,选项C错误;要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,选项D正确;为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把点平滑地连接起来,选项E错误;故选AD.
15.在“研究平抛物体的运动”的实验时,为什么要要求小球每次都从斜槽上的同一点滚下______________;斜槽是否光滑对实验结果是否有影响____.(填“有”、“没有”.)
【答案】保证小球每次平抛运动的初速度相等没有
【解析】为了保证小球每次平抛运动的初速度相等,每次让小球从斜槽的同一点由静止滚下,斜槽不一定需要光滑.
16.16.在“研究平抛物体运动”的实验中:
(1)为什么要保证小球每次从同一固定位置自由滑下?
______________________。
(2)为什么要使固定有斜槽的木板保持水平?
__________________。
(3)如图是某同学实验得到的小球做平抛运动的轨迹,建立了坐标系,测出a、b、c三点的坐标,g取10m/s2,根据图中数据回答:
①坐标原点O是小球做平抛运动的初始位置吗?
__________________________。
②小球做平抛运动的初速度是_________m/s.
【答案】使小球每次离开木板时有相同的速度,都做同一条抛物线的平抛运动使小球离开木板时有水平初速度而做平抛运动是
【解析】
(1)使小球每次离开木板时有相同的速度,都做同一条抛物线的平抛运动;
(2)使小球离开木板时有水平初速度而做平抛运动;(3)①小球竖直方向做自由落体运动,若O点是平抛的起始点,则其竖直方向的相等时间内的位移之比为:
1:
3:
5,由题意可知:
,因此O点为平抛的起始点.②根据平抛运动规律得:
,解得:
.
17.如图所示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”、“等于”或“大于”)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。
【答案】等于;10Hz;1m/s;
【解析】
(1)平抛运动在水平方向的分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.
(2)在竖直方向上有:
,其中
,代入求得:
T=0.1s,因此闪光频率为:
.(3)水平方向匀速运动,有:
,选AB段:
其中
,代入解得:
.
18.在做平抛物体运动的实验中,引起实验误差的原因是
安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平
确定Oy轴时,没有用重垂线
斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦
空气阻力对小球运动有较大影响.
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
当斜槽末端切线没有调整水平时,小球脱离槽口后并非做平抛运动,但在实验中,仍按平抛运动分析处理数据,会造成较大误差,故斜槽末端切线不水平会造成误差;
确定Oy轴时,没有用重锤线,就不能调节斜槽末端切线水平,和
类似,所以
会引起实验误差;
只要让它从同一高度、无初速开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,仍能保证球做平抛运动的初速度相同,因此,斜槽轨道不必要光滑,所以
不会引起实验误差.
空气阻力对小球运动有较大影响时,物体做的就不是平抛运动了,平抛的规律就不能用了,所以
会引起实验误差.
综上所述会引起实验误差的有
,故ACD错误,B正确.故选B.
19.如图甲所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图,图乙是利用该装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是(单选)。
A.斜槽轨道太光滑
B.斜槽轨道末端切线不水平
C.释放小球时速度不为0
D.从不同位置释放小球
【答案】B
【解析】由图可知斜槽末端不水平,才会造成斜抛运动,故选B.
20.在做《研究平抛物体的运动》的实验中,应采取下列哪些措施以减小实验误差()
A.斜槽轨道末端切线必须水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.每次要平衡摩擦力
D.小球每次应从斜槽同一高度释放
【答案】AD
【解析】
实验中必须保证小球做平抛运动,而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用,所以斜槽轨道必须要水平,故A正确;该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平,因此要求小球从同一位置静止释放,至于是否光滑没有影响,故B错误;只要小球从同一位置静止释放,摩擦力对小球影响是相同的,小球抛出的初速度相同,故没有必要平衡摩擦力,故C错误;为确保有相同的水平初速度,所以要求从同一位置无初速度释放,故D正确。
所以AD正确,BC错误。
21.关于《研究平抛物体的运动》实验的目的是( )
A.求当地的重力加速度
B.求平抛物体的加速度
C.求平抛物体的初速度
D.求平抛物体的位移
【答案】C
【解析】研究平抛运动实验目的是根据平抛运动规律描绘出去其运动轨迹,抓住竖直方向上做自由落体运动,水平方向上做匀速直线运动,结合平抛运动的规律求出物体的初速度,故C正确,ABD错误。
22.“在探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图所示,在实验前应_____
A.将斜槽的末端切线调成水平
B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
D.测出平抛小球的质量
【答案】AB
【解析】实验中必须保证小球做平抛运动,斜槽的末端需水平,故A正确;根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内,因此在实验前,应使用重锤线调整面板在竖直平面内,即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行,故B正确;在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,不能作为小球做平抛运动的起点,应该以小球在末端时,球心在竖直面上的投影作为起点和所建坐标系的原点.故C错误;该实验不需要测量小球的质量.故D错误.故选A.
23.在“研究平抛物体的运动”的实验中让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上.
A.斜槽必须光滑
B.通过调节使斜槽的末端保持水平
C.每次释放小球的位置必须相同
D.每次必须由静止释放小球
E.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格的等距离下降
F.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
【答案】BCDF
【解析】只要保证平抛运动的初速度相同即可,故斜槽轨道是否光滑无影响,故A错误;为了保证小球水平飞出,则斜槽的末端切线保持水平.故B正确;为了保证小球平抛运动的初速度相同,则每次从同一高度由静止释放小球,故CD正确;记录小球经过不同高度的位置时,不需要等距离下降,故E错误;小球在竖直面内做平抛运动,避免因摩擦而使运动轨迹改变,因此不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触,故F正确;故选BCDF.
24.在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上.
A.调节斜槽使其末端保持水平
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
【答案】ACE
【解析】调节斜槽使其末端保持水平,乙保证小球做平抛运动,选项A正确;每次释放小球的位置必须相同,以保证小球到达底端的速度相同,选项B错误;每次必须由静止释放小球,选项C正确;记录小球位置每次没必要必须严格地等距离下降,选项D错误;小球运动时不应与木板上的白纸相接触,以免产生误差,选项E错误;将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑的曲线连接各点,选项F错误;故选ACE.
25.在用频闪照相法“研究平抛运动”的实验中,已知所用的数码相机每秒钟拍摄10帧照片,方格纸的每一小格的边长为5cm,取重力加速度g=10m/s2.试探究下列问题:
(1)由图可以计算出小球初速度大小为________m/s.
(2)由图可计算出小球运动到B点的速度大小________m/s.
【答案】
(1)1m/s
(2)
【解析】试题分析:
(1)数码相机每秒钟拍摄10帧照片,则
,即小钢球由A到B时间为0.1s,小球离开桌边时的初速度大小为:
(2)根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度,在B点有:
,
则B点速度为:
26.在用图所示的实验装置做“探究平抛物体的运动规律”的实验中
(1)实验时除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、重垂线之外,
下列器材中还需要的器材是____(填字母)。
A.坐标纸B.温度计C.电流表D.电压表
(2)实验中,下列说法正确的是______(填字母)
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端切线必须调至水平
C.应使小球每次都从斜槽上不同位置由静止开始滑下
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
(3)某同学在坐标纸上描出小球平抛运动中的几个位置如图中的A、B、C、D所示,图中每个小方格的边长为L=1.25cm,g=9.8m/s2则利用以上数据可求得:
①小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。
②小球运动到D点时的竖直分速度大小为________m/s。
【答案】
(1)A
(2)BD(3)①0.7m/s②1.225m/s
【解析】试题分析:
(1)利用坐标纸,当运动轨迹描绘到坐标纸上,而其他的都没用;
(2)此实验成功之处在于斜槽末端必须水平,保证每次小球从同一位置释放,尽可能多的描绘出小球的运动轨迹上的点才能使小球运动轨迹更加准确,因此BD正确,AC错误;(3)①将运动分解为水平方向的匀速直线运动才竖直方向的自由落体运动,在竖方向上,根据
可求出相临两点间的时间间隔,就可以求出水平速度了。
②根据平均速度等于中间时刻的速度,我们可以求出B点和C点的竖直分速度,进而推出D点的竖直分速度,而D点水平速度已知,就可求D点的合速度了
27.某同学设计了如图的演示实验,来研究平抛运动。
轨道1安置在轨道2的正上方,两轨道的槽口均水平,且在同一竖直线上,滑道2与光滑水平板连接。
将两个质量相等的小钢球,从斜面的同一高度由静止同时释放,他观察到的现象是________,这说明___________________
【答案】两球相碰,平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动
【解析】
两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,球2离开斜面后做匀速直线运动,球1做平抛运动,水平方向速度相同,观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2,说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动.
28.在“研究小球做平抛运动”的实验中:
(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端切线必须是水平的,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)在做“研究平抛运动”实验中,引起实验结果偏差较大的原因可能是___________。
①安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平
②确定Oy轴时,没有用重垂线
③斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦④空气阻力对小球运动有较大影响
A.①③B.①②④C.③④D.②④
(3)该同学采用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片,图中背景方格的边长为L=5cm,A.B.C是摄下的三个小球位置,如果取g=10m/s2,那么:
A.照相机拍摄时每________s曝光一次;
B.小球做平抛运动的初速度的大小为________m/s.
【答案】BB0.11.5
【解析】
(1)斜槽末端切线必须是水平的,这样做的目的是保证小球飞出时初速度水平,故选B。
(2)①当斜槽末端切线没有调整水平时,小球脱离槽口后并非做平抛运动,但在实验中,仍按平抛运动分析处理数据,会造成较大误差,故斜槽末端切线不水平会造成误差;②确定Oy轴时,没有用重锤线,就不能调节斜槽末端切线水平,和①类似,所以②会引起实验误差;③只要让它从同一高度、无初速开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,仍能保证球做平抛运动的初速度相同,因此,斜槽轨道不必要光滑,所以③不会引起实验误差;④空气阻力对小球运动有较大影响时,物体做的就不是平抛运动了,平抛的规律就不能用了,所以④会引起实验误差。
综上所述会引起实验误差的有①②④,故ACD错误,B正确。
(3)在竖直方向上,根据△y=2L=gT2得:
,则小球初速度为:
。
29.《研究平抛物体的运动》实验的目的是:
(________)
A、描出平抛物体的运动轨迹,求出平抛物体的初速度;
B、描出平抛物体的运动轨迹,求出重力加速度;
C、描出平抛物体的运动轨迹,求出平抛物体的运动时间;
D、描出平抛物体的运动轨迹,求出平抛物体的位移;
【答案】A
【解析】研究平抛物体的运动》实验的目的是:
描出平抛物体的运动轨迹,求出平抛物体的初速度;故选A.
30.为了验证平抛运动的小球在竖直方
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