高考物理一輪復(fù)習(xí)課時檢測（二十六）探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)（含解析）新人教版

探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)1.某物理實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置測量小球做平拋運(yùn)動的初速度，在地面上沿拋出的速度方向水平放置一把刻度尺，讓懸掛在拋出點(diǎn)處的重錘的投影落在刻度尺的零刻度線上，利用小球在刻度尺上的落點(diǎn)位置，就可以直觀地得到小球做平拋運(yùn)動的初速度，下列各圖表示四位同學(xué)在刻度尺旁邊分別制作出的速度標(biāo)尺(圖中P點(diǎn)為重錘的投影位置)，其中可能正確的是________。解析：選A設(shè)小球做平拋運(yùn)動的豎直高度為h，由h＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2h,g))；在水平方向有x＝v0t，即平拋運(yùn)動的水平位移x＝v0eq\r(\f(2h,g))，可見x與v0成正比，在速度標(biāo)尺上的速度值應(yīng)該是均勻分布的，選項(xiàng)A正確。2．做雜技表演的汽車從高臺水平飛出，在空中運(yùn)動后著地，一架照相機(jī)通過多次曝光，拍攝到汽車在著地前后一段時間內(nèi)的運(yùn)動照片如圖所示(虛線為正方形格子)。已知汽車長度為3.6m，相鄰兩次曝光的時間間隔相等，由照片可推算出汽車離開高臺時的瞬時速度大小為________m/s，高臺離地面的高度為________m。(g取10m/s2)解析：由照片知在前兩次曝光的時間間隔內(nèi)，豎直位移之差Δy＝l＝3.6m，又Δy＝gT2，所以曝光時間T＝eq\r(\f(Δy,g))＝eq\,10))s＝0.6s。曝光時間內(nèi)的水平位移2l＝7.2m所以v0＝eq\f(2l,T)＝eq\,0.6)m/s＝12m/s。第二次曝光時車的豎直速度vy＝eq\f(3l,2T)＝eq\,2×0.6)m/s＝9m/s，此時，車下落的時間t1＝eq\f(vy,g)＝eq\f(9,10)s＝0.9s，從開始到落地的總時間t2＝t1＋T＝1.5s，故高臺離地面的高度h＝eq\f(1,2)gt22＝eq\f(1,2)×10×2m＝11.25m。3．未來在一個未知星球上用如圖(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出作平拋運(yùn)動?，F(xiàn)對小球的平拋運(yùn)動用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝。在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球做平拋運(yùn)動過程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖(b)所示。a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時間間隔是0.10s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實(shí)際背景屏的長度之比為1∶4，則：(1)由以上信息，可知a點(diǎn)________(填“是”或“不是”)小球的拋出點(diǎn)；(2)由以上信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為________m/s2；(3)由以上信息可以算出小球平拋的初速度是______m/s；(4)由以上信息可以算出小球運(yùn)動到b點(diǎn)時的速度是______m/s。解析：(1)因?yàn)樨Q直方向上相等時間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5，知a點(diǎn)的豎直分速度為零，a點(diǎn)為小球的拋出點(diǎn)。(2)豎直方向上有：Δy＝2L＝gT2解得g＝eq\f(2L,T2)＝eq\,0.01)m/s2＝8m/s2。(3)小球平拋運(yùn)動的初速度v0＝eq\f(2L,T)＝eq\,0.1)m/s＝0.8m/s。(4)b點(diǎn)豎直方向上的分速度vyb＝eq\f(4L,2T)＝eq\,0.2)m/s＝0.8m/s。則vb＝eq\r(v02＋vyb2)＝eq\r(2)m/s＝eq\f(4\r(2),5)m/s。答案：(1)是(2)8(3)0.8(4)eq\f(4\r(2),5)4．如圖甲所示，AB是一可升降的豎直支架，支架頂端A處固定一弧形軌道，軌道末端水平。一條形木板的上端鉸接于過A的水平轉(zhuǎn)軸上，下端擱在水平地面上。將一小球從弧型軌道某一位置由靜止釋放，小球落在木板上的某處，測出小球平拋運(yùn)動的水平射程x和此時木板與水平面的夾角θ，并算出tanθ。改變支架AB的高度，將小球從同一位置釋放，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組x和tanθ，記錄的數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456tanθx/m(1)在圖乙的坐標(biāo)中描點(diǎn)連線，做出x-tanθ的關(guān)系圖像；(2)根據(jù)x-tanθ圖像可知小球做平拋運(yùn)動的初速度v0＝________m/s；實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)θ超過60°后，小球?qū)⒉粫袈湓谛泵嫔?，則斜面的長度為________m。(重力加速度g取10m/s2)；(3)實(shí)驗(yàn)中有一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯錯誤，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)x-tanθ的關(guān)系圖像如圖所示：(2)根據(jù)tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)，得t＝eq\f(2v0tanθ,g)，則水平射程為：x＝v0t＝eq\f(2v02tanθ,g)?？芍獔D線的斜率k＝eq\f(2v02,g)，由圖可知k＝eq\,1.43)≈0.2，解得v0＝eq\r(\f(kg,2))＝eq\r(\f(0.2×10,2))m/s＝1.0m/s。當(dāng)θ＝60°時，有t＝eq\f(2v0tanθ,g)＝eq\f(\r(3),5)s，則斜面的長度為：s＝eq\f(v0t,cos60°)＝eq\f(2\r(3),5)m≈0.69m。(3)實(shí)驗(yàn)中有一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯錯誤，由圖可知，水平射程偏小，由x＝v0t＝eq\f(2v02tanθ,g)知，初速度偏小，即小球釋放位置低于其他次實(shí)驗(yàn)。答案：(1)見解析圖(2)1.0(0.96～1.04均可)0.69(0.65～0.73均可)(3)小球釋放位置與其他次實(shí)驗(yàn)不同(低于其他次實(shí)驗(yàn))5．(2019·北京高考)用如圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點(diǎn)。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。(1)下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有________。A．斜槽軌道光滑B．斜槽軌道末段水平C．擋板高度等間距變化D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球(2)為定量研究，建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系。a．取平拋運(yùn)動的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的________(選填“最上端”“最下端”或者“球心”)對應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)；在確定y軸時________(選填“需要”或者“不需要”)y軸與重垂線平行。b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則eq\f(y1,y2)________eq\f(1,3)(選填“大于”“等于”或者“小于”)。可求得鋼球平拋的初速度大小為________(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用上述字母表示)。解析：(1)實(shí)驗(yàn)中沒必要要求斜槽軌道光滑，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是研究平拋運(yùn)動，只需要每次實(shí)驗(yàn)都能保證小球做相同的平拋運(yùn)動，即每次實(shí)驗(yàn)都要保證小球初速度水平且相同，因此選項(xiàng)A錯誤，B、D正確。擋板高度可以不等間距變化，故選項(xiàng)C錯誤。(2)a.因?yàn)殇撉騻?cè)面在白紙上擠壓出的痕跡點(diǎn)與球心等高，故將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的球心對應(yīng)白紙上的位置即為坐標(biāo)原點(diǎn)(平拋運(yùn)動的起始點(diǎn))；在確定y軸時需要y軸與重垂線平行。b.由于平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落