2020年新教材高中物理 5.3 實驗：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)課堂檢測（含解析）新人教版必修2

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1、實驗：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn) 1.(多選)在做“研究平拋物體的運(yùn)動”這一實驗時,下面哪些說法是正確的 (　　) A.安裝弧形槽時,必須使槽的末端的切線方向保持水平 B.進(jìn)行實驗時,每次都要讓小球從同一位置由靜止釋放 C.小球與弧形槽不可避免的摩擦,會影響實驗結(jié)果 D.為了得到實驗結(jié)果,不要忘記用天平稱出小球的質(zhì)量 【解析】選A、B。為了保證小球的初速度水平,安裝弧形槽時,必須使槽的末端的切線方向保持水平,故A正確;為了保證小球的初速度大小相等,每次進(jìn)行實驗,都要讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放,斜槽是否光滑不影響實驗,故B正確,C錯誤;該實驗不需要測量小球的質(zhì)量,故D錯誤。 2.

2、如圖為用頻閃攝影方法拍攝的小球做平拋運(yùn)動的照片,小球在運(yùn)動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示。下列說法正確的是 (　　) A.若已知小方格的邊長,可求得平拋的初速度 B.若已知小方格的邊長,可求得頻閃周期 C.若已知小方格的邊長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?可求得a、b、c、d任一點(diǎn)的速度 D.若已知小方格的邊長和頻閃周期,不可以求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? 【解析】選C。豎直方向上相等時間的位移之差Δy=L,根據(jù)Δy=gT2得,相等的時間間隔T=,而水平方向v0=,因此知道小方格的邊長與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?即可求解初速度大小;再根據(jù)=,求得中間時刻豎直方向的速度,最后由速度的合成,即可求解

3、該點(diǎn)的瞬時速度,從而利用速度與時間關(guān)系,求得其他點(diǎn)的速度。已知小方格的邊長,可求得Δy,已知頻閃周期可知道T,由Δy=gT2可求得重力加速度。故C正確,A、B、D錯誤;故選C。 3.(多選)某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動”的實驗,關(guān)于這個實驗,以下說法正確的是 (　　) A.小球釋放的初始位置越高越好 B.每次小球要從同一高度由靜止釋放 C.實驗前要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直 D.小球的平拋運(yùn)動要靠近但不接觸木板 【解析】選B、C、D。為了保證每次小球平拋的軌跡相同,拋出速度相同,每次小球必須從同一高度由靜止釋放,故A錯誤,B正確;因為平拋運(yùn)動在豎直方向上是自由落體運(yùn)動,小

4、球運(yùn)動軌跡在一個豎直面上,所以坐標(biāo)紙必須用重垂線檢查是否豎直,故C正確;小球的平拋運(yùn)動靠近木板,但不能接觸,如果接觸,會受到摩擦力作用,使運(yùn)動不再是平拋運(yùn)動,故D正確。 4.(多選)“研究平拋物體的運(yùn)動”實驗的裝置如圖所示,在實驗前應(yīng) (　　) A.將斜槽的末端切線調(diào)成水平 B.將木板校準(zhǔn)到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行 C.小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止開始釋放 D.在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O,作為小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)和所建坐標(biāo)系的原點(diǎn) 【解析】選A、B、C。實驗中必須保證小球做平拋運(yùn)動,斜槽的末端需水平,故A正確;將木板校準(zhǔn)到豎直方向,并使木板平面

5、與小球下落的豎直平面平行,故B正確;由于要記錄小球的運(yùn)動軌跡,必須重復(fù)多次,才能畫出幾個點(diǎn),因此為了保證每次平拋的軌跡相同,所以要求小球每次從同一高度由靜止釋放,故C正確;在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O,不能作為小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn),應(yīng)該以小球在末端時,球心在豎直面上的投影作為起點(diǎn)和所建立坐標(biāo)系的原點(diǎn),故D錯誤。 5.(1)如圖所示,在研究物體做平拋運(yùn)動時,讓小球A沿曲面軌道滾下,離開軌道末端時(末端水平,小球A離開軌道時和小球B在同一高度),撞開接觸式開關(guān)S(開關(guān)對小球的作用力可忽略不計),被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。多次改變整個裝置的高度H重復(fù)上述實驗,發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時落地

6、。該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后____________。? A.水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動 B.水平方向的分運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動 C.豎直方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動 D.豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動 (2)“嫦娥四號”探月衛(wèi)星的成功發(fā)射,標(biāo)志著我國航天又邁上了一個新臺階。假設(shè)我國宇航員乘坐探月衛(wèi)星登上月球,如圖所示是宇航員在月球表面水平拋出小球的閃光照片的一部分。已知照片上方格的實際邊長為a,閃光周期為T,據(jù)此可以得出____________。? A.月球上的重力加速度為 B.照片上A點(diǎn)一定是平拋的起始位置 C.小球運(yùn)動到D點(diǎn)時速度大小為 D.小球平拋的初速

7、度為 【解析】(1)A球與B球總是同時落地,說明A球豎直方向的分運(yùn)動與B球的運(yùn)動相同,B球做的是自由落體運(yùn)動,所以A球豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。 (2)應(yīng)用平拋運(yùn)動的規(guī)律可知,在豎直方向有:Δh=gT2,其中:Δh=2a,代入可得:g=,故A錯誤;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律得B點(diǎn)豎直分速度為:vBy=,由速度公式:vBy=vAy+,可得:vAy=0,所以照片上A點(diǎn)一定是平拋的起始位置,故B正確;小球運(yùn)動到D點(diǎn)的豎直分速度為:vDy=g·3T=·3T=,所以小球運(yùn)動到D點(diǎn)時速度大小為:v0==,故C錯誤;水平方向由:x=3a=v0T,可得初速度為:v0=,故D正確。 答案:(1)D　(

8、2)B、D 6.三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件,進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動規(guī)律”的實驗: (1)甲同學(xué)采用如圖(1)所示的裝置,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,兩小鐵球P、Q能以相同的初速度同時分別從軌道下端水平射出。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,重復(fù)上述實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說明_________________

9、_____________________。? (3)丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖(3)所示的“小球做平拋運(yùn)動”的照片。圖中每個小方格的邊長為 10 cm,則由圖可求得拍攝時每____________s曝光一次,該小球平拋的初速度大小為____________m/s,經(jīng)過 b點(diǎn)時速度大小為____________m/s。(g取10 m/s2)? 【解析】(1)在打擊金屬片時,金屬片把A球沿水平方向彈出,做平拋運(yùn)動,同時B球被松開,做自由落體運(yùn)動,兩小球同時落地,說明A球與B球在豎直方向的運(yùn)動規(guī)律相同,即:說明平拋運(yùn)動豎直方向是自由落體運(yùn)動。 (2)兩小鐵球P、Q能以相同的初速度同時

10、分別從軌道下端水平射出,小鐵球P做平拋運(yùn)動,小鐵球Q在水平方向做勻速直線運(yùn)動,可以看到:P球落地時剛好和Q球相遇;當(dāng)同時改變兩小球滾下的高度時,仍能相碰,這說明:初速度相同時,平拋運(yùn)動在水平方向的運(yùn)動規(guī)律與勻速直線運(yùn)動規(guī)律相同,即:說明平拋運(yùn)動在水平方向做勻速直線運(yùn)動。 (3)平拋運(yùn)動可分解為: 豎直方向自由落體運(yùn)動與水平方向勻速直線運(yùn)動; 在豎直方向上:由Δh=gt2 可得:t=== s=0.1 s; 小球的初速度: v0== m/s=2 m/s; 在豎直方向上: vyb== m/s=1.5 m/s 小球經(jīng)過b點(diǎn)時的速度大小: vb== m/s=2.5 m/s; 答案:

11、(1)平拋運(yùn)動在豎直方向為自由落體運(yùn)動 (2)P球落地時剛好和Q球相遇 平拋運(yùn)動在水平方向為勻速直線運(yùn)動 (3)0.1　2　2.5 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 　　如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動的頻閃照相照片的一部分,A、B、C三點(diǎn)是連續(xù)相等時間間隔拍攝的,圖中背景方格的邊長均為5 cm,如果取g=10 m/s2,那么: (1)照相機(jī)的閃光頻率是____________Hz;? (2)小球運(yùn)動中水平分速度的大小是____________m/s;? (3)小球經(jīng)過B點(diǎn)時的豎直分速度大小是____________m/s。? 【解析】(1)在豎直方向上, 根據(jù)Δy=2L=gT2得相等的時間間隔

12、: T== s=0.1 s, 則閃光的頻率: f== Hz=10 Hz (2)小球運(yùn)動的水平分速度: vx== m/s=1.5 m/s (3)B點(diǎn)的豎直分速度: vBy== m/s=2 m/s 答案:(1)10　(2)1.5　(3)2 7.在做“研究平拋運(yùn)動”的實驗中,為了確定小球不同時刻在空中所通過的位置,實驗時用了如圖所示的裝置。 先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙。將該木板豎直立于水平地面上,使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A;將木板向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小

13、球撞在木板上得到痕跡B;將木板再向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x,小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,再得到痕跡C,若測得木板每次移動距離x=10.00 cm,A、B間距離y1=5.02 cm,B、C間距離y2=14.82 cm。請回答以下問題(g=9.80 m/s2)。 (1)根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達(dá)式為v0=__________________;(用題中所給字母表示)? (2)小球初速度的值為v0=____________m/s;? (3)A點(diǎn)到C點(diǎn)所用時間為____________s。? 【解析】(1)平拋運(yùn)動在豎直方向上為自由落體運(yùn)動, 由判別式有:Δy=y2-y1=gt2; 水平方向上有:x=v0t 聯(lián)立方程解得:v0=x (2)根據(jù)v0=x, 代入數(shù)據(jù)解得: v0=0.1× m/s=1.00 m/s。 (3)平拋運(yùn)動的水平方向為勻速直線運(yùn)動, 可得tAC== s=0.20 s。 答案:(1)x　(2)1.00　(3)0.20 - 7 -