《備考指南一輪 物理 》課件-實(shí)驗(yàn)5

第四章實(shí)驗(yàn)五知識(shí)鞏固練習(xí)1．(2020年黑龍江名校調(diào)研)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．小球每次都從斜槽的同一位置無(wú)初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平板的高度，就改變了小球在板上落點(diǎn)的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋運(yùn)動(dòng)，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距．若三次實(shí)驗(yàn)中，小球從拋出點(diǎn)到落點(diǎn)的水平位移依次是x1，x2，x3，機(jī)械能的變化量依次為ΔE1，ΔE2，ΔE3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是()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?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落的速度越來(lái)越快，則下落相等位移的時(shí)間越來(lái)越短，在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以x2－x1＞x3－x2.因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，則ΔE1＝ΔE2＝ΔE3.故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．2．如圖甲所示，是一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中照的一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片的一部分，由于照相時(shí)的疏忽，沒(méi)有擺上背景方格板，圖中方格是后來(lái)用直尺畫(huà)在相片上的，格子的豎直線(xiàn)是實(shí)驗(yàn)中重垂線(xiàn)的方向，毎小格的邊長(zhǎng)均為5mm，小球在照片上的尺寸正好是一個(gè)格子的邊長(zhǎng)．為了完成實(shí)驗(yàn)，他對(duì)小球的直徑進(jìn)行了測(cè)量，如圖乙所示，如果重力加速度g取10m/s2，則：(1)由圖乙可知小球的直徑是__________mm.(2)頻閃照相曝光的頻率為_(kāi)_____________Hz.(3)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_________m/s.【答案】(1)20.0(2)10(3)1【解析】(1)由乙圖可知小球在示數(shù)加上估讀應(yīng)為20.0mm.(2)小球在照片上的尺寸正好是一個(gè)格子的邊長(zhǎng)，所以每個(gè)格子的邊長(zhǎng)實(shí)際是2cm，在豎直方向上有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．實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)做研究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)．(1)甲同學(xué)在做研究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，只在紙上記下y軸位置，并在坐標(biāo)紙上描出如圖所示曲線(xiàn)．在曲線(xiàn)上取A、B兩點(diǎn)，用刻度尺分別量出它們到y(tǒng)軸的距離AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的豎直距離h，從而求出小球被拋出時(shí)的初速度v0大小為_(kāi)_____________．(2)乙同學(xué)借助頻閃儀成功拍攝了小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片如圖乙所示，若照片中小方格的邊長(zhǎng)表示的實(shí)際長(zhǎng)度為l，頻閃儀的閃光頻率為f，則小球的平拋速度為v0＝__________，小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度vB＝______，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間＝______.【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)設(shè)初速度為v0，則從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A所需的時(shí)間t1＝eq\f(x1,v0)，從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間t2＝eq\f(x2,v0)，在豎直方向上有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)據(jù)頻閃照片，水平方向有v0T＝3l得v0＝3lf；B點(diǎn)為AC過(guò)程的時(shí)間中點(diǎn)，其豎直分速度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.綜合提升練習(xí)4．圖甲是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過(guò)描點(diǎn)畫(huà)出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．(1)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中合理的有________．A．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平B．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇C．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放D．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線(xiàn)連接(2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，以下y－x2圖像能說(shuō)明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線(xiàn)的是________．(3)圖乙是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫(huà)出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取兩點(diǎn)A、B，測(cè)得A、B兩點(diǎn)縱坐標(biāo)y1＝5.0cm，y2＝45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx＝40.0cm.則平拋小球的初速度v0為_(kāi)_______m/s.(g取10m/s2)【答案】(1)AC(2)C(3)2.0【解析】(1)安裝斜槽軌道時(shí)，必須使其末端保持水平，保證小球離開(kāi)軌道后水平飛出．為了描下軌跡上的多個(gè)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)須重復(fù)多次，但每次小球平拋的初速度必須相同，所以每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放．描繪軌跡時(shí)，應(yīng)該用平滑的曲線(xiàn)把描的點(diǎn)連接起來(lái)．故選項(xiàng)A、C正確．(2)若軌跡為拋物線(xiàn)，則軌跡方程為y＝kx2，即y與x2成正比，選項(xiàng)C正