2022-2023學(xué)年高一物理 人教版2019必修第二冊 分層作業(yè) 實驗：探究平拋運動的特點（3-基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練） 含解析

5.3實驗：探究平拋運動的特點（3-基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練）（解析版）一、實驗題（本大題共5小題）1.如圖所示，某同學(xué)在研究平拋運動的實驗中，在小方格紙上畫出小球做平拋運動的軌跡以后，又在軌跡上取出a、b、c、d四個點(軌跡已擦去).已知小方格紙的邊長L=2.5cm．g取10m/s2.請你根據(jù)小方格紙上的信息，完成下面幾個問題：(

(1)小球平拋運動的初速度v0=______m/s。

(2)物體運動到b點時的瞬時速度vb=______m/s；

(3)從拋出點到c點所經(jīng)歷的時間是______【答案】(1)1.00；(2)1.25；(3)0.125

【解析】該題考查研究平拋運動的實驗相關(guān)知識。熟知實驗原理和平拋運動特點是解決本題的關(guān)鍵。

(1)由Δy=gT2和v0=xT求解初速度；

(2)根據(jù)中間時刻瞬時速度等于平均速度求解vby，再根據(jù)速度的合成求vb；

(3)先求解c點速度，再求解從拋出點到c點所經(jīng)歷的時間。

【解答】

(1)由Δy=gT2得，

T=Δyg=2.5×10-210s=0.05s，

則初速度v0=2.如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，如果取g=10m/s2，那么：

(1)照相機(jī)的閃光頻率是______Hz；

(2)小球運動中水平分速度的大小是______m/s；

(3)小球經(jīng)過B點時的速度大小是______m/s．【答案】10

1.5

2.5

【解析】解：(1)在豎直方向上有：△h=gT2，

其中：△h=(5-3)×5cm=10cm=0.1m，

代入求得：T=Δhg=0.1m10m/s2=0.1s，

因此閃光頻率為：f=1T=10.1s=10Hz

(2)水平方向勻速運動，有：s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，代入解得：

v0=xT=0.15m0.1s=1.5m/s．

(3)根據(jù)勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程的平均速度，在B點有：

vBy=hAC3.圖甲是研究平拋運動的實驗裝置示意圖，小球從斜面上一定高度處從靜止釋放，經(jīng)過一段水平軌道后落下，利用該裝置可以記錄小球球心的運動軌跡。(1)在實驗操作中需要小球多次重復(fù)運動，則每次小球___________從同一位置由靜止開始運動。軌道_______________光滑。(兩空均選填“必須”或“不一定”)

(2)某同學(xué)記錄了運動軌跡上三點A、B、C，如圖所示，以A為坐標(biāo)原點，建立坐標(biāo)系，各點坐標(biāo)值已在圖中標(biāo)出，則小球平拋初速度大小為______?m/s;?B點的速度是_____?m/s?(g取10?m/s2【答案】(1)必須；不一定(2)1.0；5。

【解析】(1)在實驗中讓小球能做平拋運動，并能描繪出運動軌跡，實驗成功的關(guān)鍵是小球是否初速度水平，要求從同一位置多次無初速度釋放，這樣才能確保每次平拋軌跡相同

(2)平拋運動在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動．根據(jù)豎直方向上△y=gT2，求出時間間隔，然后根據(jù)水平方向上的勻速直線運動求出初速度．求出B點在豎直方向上的速度，將水平速度與豎直速度合成后即為B點的速度。

【解答】(1)為了保證小球做平拋的初速度相同，每次都必須使小球從同一位置由靜止開始運動；

只需要保證小球從斜槽末端做平拋運動，速度相同即可，不一定保證軌道光滑。

(2)由于AB段、BC段在水平方向上的位移相等，故時間間隔相等，設(shè)相等的時間間隔為T，

在豎直方向上△y=gT2，則T=Δyg=(40-15-15)×10-210s=0.1s，

則平拋的初速度4.兩個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：(1)甲同學(xué)采用如圖(1)所示的裝置．用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明_______．(2)乙同學(xué)采用如圖(2)所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N下端射出．實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是_____.僅僅改變弧形軌道M的高度(保持AC不變)，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明_____．【答案】(1)平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動；(2)

兩球相碰；平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動。

【解析】解：(1)兩球同時落地，說明A、B兩球在豎直方向運動規(guī)律相同．

故答案為：平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動．

(2)平拋運動水平方向做勻速直線運動，根據(jù)實驗可知，P球從M點平拋，而Q球從N點在水平面上勻速運動，二者運動軌跡雖然不同，但是水平方向的運動規(guī)律相同，因此P球會砸中Q球；

僅僅改變弧形軌道M的高度，只是影響P球在空中運動時間，但是P、Q兩球在水平方向上的運動規(guī)律是相同的，因此實驗現(xiàn)象相同，故這個實驗說明平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動．

故答案為：P球會砸中Q球，平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動．

明確該實驗的實驗?zāi)康囊约捌綊佭\動的規(guī)律即可正確解答本題．

該實驗設(shè)計的巧妙，有創(chuàng)新性，使復(fù)雜問題變得更直觀，因此在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要重視學(xué)生對實驗的創(chuàng)新．

5.用如圖甲所示的裝置“探究平拋運動的特點”，M為斜槽，N為水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板．(1)除了硬背板(含固定支架)、小球、斜槽M、重錘線、傾斜的擋板N、鉛筆、圖釘，白紙、復(fù)寫紙之外，下列器材中還需要的是

．A.秒表B.刻度尺C.天平D.彈簧秤(2)本實驗需要選擇合適的點作為坐標(biāo)原點O，建立直角坐標(biāo)系，下面4幅圖中，原點選擇正確的是

．A.B.C.D.(3)實驗中得到的軌跡如圖乙，其中O點為平拋運動的起點，重力加速度g取9.8m/s2，根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)可得鋼球做平拋運動的初速度v0【答案】(1)B；(2)C；(3)1.6

【解析】解決本題的關(guān)鍵知道實驗原理和注意事項，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式靈活求解。

【解答】

(1)A、時間可以計算出