2019高中物理 課時(shí)檢測(cè)區(qū) 能力達(dá)標(biāo) 5.3 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)（含解析）新人教必修2.doc

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實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng) 1.(多選)(2017常德高一檢測(cè))在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,為了求平拋物體的初速度,需直接測(cè)的數(shù)據(jù)有　(　　) A.小球開(kāi)始滾下的高度 B.小球在空中飛行的時(shí)間 C.運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)P的水平坐標(biāo) D.運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)P的豎直坐標(biāo) 【解析】選C、D。由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,豎直方向y=12gt2,水平方向x=v0t,因此v0=xg2y,可見(jiàn)只要測(cè)得軌跡上某點(diǎn)P的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,就可求出初速度v0,故C、D正確。 2.(多選)在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)原點(diǎn)位置是(設(shè)小球半徑為r)　(　　) A.斜槽口末端O點(diǎn) B.小球在槽口時(shí),球心在木板上的投影點(diǎn) C.槽口O點(diǎn)正前方r處 D.小球放在槽口末端時(shí),過(guò)小球最高點(diǎn)的水平線(xiàn)與槽口的豎直線(xiàn)的交點(diǎn)正下方r處 【解析】選B、D。小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn),而是球的球心在槽口上方時(shí),球心在板上的水平投影點(diǎn),該投影點(diǎn)的位置要比槽口的位置高一些,確定該投影點(diǎn)的位置用選項(xiàng)B、D的說(shuō)法即可。 3.在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下:　世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684011 A.讓小球多次從____________滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。 B.安裝好器材,注意_______________,記下平拋初位置O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)的豎直線(xiàn)。 C.取下白紙,以O(shè)為原點(diǎn),以豎直線(xiàn)為y軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線(xiàn)畫(huà)平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。 (1)完成上述步驟,將正確的答案填在橫線(xiàn)上。 (2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是________。 【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)中要保證每次小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡相同,這就要求小球平拋的初速度相同,而且初速度是水平的,因此在具體實(shí)驗(yàn)操作中要調(diào)整斜槽末端水平,方木板豎直且板面與斜槽末端切線(xiàn)平行緊靠斜槽末端放置,同時(shí)讓小球多次從同一位置無(wú)初速度地釋放。 (2)實(shí)驗(yàn)操作中要先安裝儀器,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,故實(shí)驗(yàn)順序?yàn)锽AC。 答案:(1)同一位置無(wú)初速度　調(diào)整斜槽末端水平,方木板豎直且與斜槽末端切線(xiàn)平行緊靠斜槽末端　(2)BAC 4.如圖甲是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖,圖乙是實(shí)驗(yàn)后在白紙上作的圖?！∈兰o(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684012 (1)在甲圖上標(biāo)出O點(diǎn)及Ox、Oy軸,并說(shuō)明這兩條坐標(biāo)軸是如何作出的。 答:________________________。 (2)固定斜槽軌道時(shí)應(yīng)注意使____________________。 (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需經(jīng)過(guò)多次釋放小球才能描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意_____________________________________。 (4)計(jì)算小球平拋初速度的公式v0=________,根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù),可計(jì)算出v0=________m/s。 【解析】(1)從O點(diǎn)開(kāi)始作平行重垂線(xiàn)向下的直線(xiàn)為Oy軸,再垂直于Oy作Ox軸。如圖所示。 (2)為了保證小球離開(kāi)斜槽時(shí)的速度沿水平方向,應(yīng)調(diào)整斜槽使底端切線(xiàn)沿水平方向。 (3)為了保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡一致,要求它的初速度相同,故每次都讓小球從斜槽的同一高度處無(wú)初速度滾下。 (4)由于x=v0t,y=12gt2,故初速度v0=xg2y,根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù),可計(jì)算出v0=1.6m/s。 答案:(1)圖見(jiàn)解析　利用重垂線(xiàn)作Oy軸,再垂直于Oy作Ox軸 (2)底端切線(xiàn)沿水平方向 (3)每次都從同一高度處無(wú)初速度滾下 (4)xg2y　1.6 5.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)只在豎直板面上記下了通過(guò)拋出點(diǎn)的重垂線(xiàn)y的方向,但忘了記下平拋的初位置,在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線(xiàn)的軌跡,如圖所示?，F(xiàn)在曲線(xiàn)上取A、B兩點(diǎn),量出它們到y(tǒng)軸的距離,AA′=x1,BB′=x2,AB的豎直距離為h,重力加速度為g,用這些量可以求得小球平拋時(shí)的初速度為_(kāi)_______?！∈兰o(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684013 【解析】設(shè)拋出點(diǎn)為O,且在y軸上,由平拋規(guī)律 OA′=12gt12,x1=v0t1; OB′=12gt22,x2=v0t2; OB′-OA′=h,聯(lián)立求出v0=g2h(x22-x12)。 答案:g2h(x22-x12) 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,為了確定小球在不同時(shí)刻所通過(guò)的位置,實(shí)驗(yàn)時(shí)用如圖所示的裝置,先將斜槽軌道的末端調(diào)成水平,在一塊平木板表面釘上復(fù)寫(xiě)紙和白紙,并將該木板豎直立于緊靠槽口處。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)離槽口平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞在木板上得到痕跡B。又將木板再向遠(yuǎn)離槽口平移距離x,小球再?gòu)男辈凵暇o靠擋板處由靜止釋放,再得到痕跡C。若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x=10.00cm,A、B間距離y1=4.78cm,B、C間距離y2=14.82cm。g取9.8m/s2。 (1)根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量得小球初速度v0=__________(用題中所給字母表示)。 (2)小球初速度的測(cè)量值為_(kāi)_______m/s。 【解析】由于每次移動(dòng)距離x=10.00cm,所以小球從打A點(diǎn)到打B點(diǎn)與從打B點(diǎn)到打C點(diǎn)的時(shí)間相同,設(shè)此時(shí)間為t。由于y2-y1=gt2,且y1=4.78cm、y2=14.82cm,g=9.8m/s2,所以t=y2-y1g≈0.1s,故小球初速度v0=xt=xgy2-y1≈1.00m/s。 答案:(1)xgy2-y1　(2)1.00 2.(2014安徽高考)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,圖乙中圖象能說(shuō)明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線(xiàn)的是________。 (3)圖丙是某同學(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),在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C,測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0cm、y2為45.0cm,A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0cm。則平拋小球的初速度v0為_(kāi)_______m/s,若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm,則小球在C點(diǎn)的速度vC為_(kāi)_______m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g取10m/s2) 【解析】(1)要保證小球從斜槽末端水平拋出,則斜槽末端必須水平;要保證小球每次拋出的初速度都相同,則小球必須從同一高度由靜止釋放,故選項(xiàng)a、c符合要求,b不合理。平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡應(yīng)為平滑曲線(xiàn),故選項(xiàng)d不合理。 (2)由平拋運(yùn)動(dòng)可得, 豎直方向:y=12gt2 水平方向:x=v0t, 則y=12gv02x2,即y∝x2 故選項(xiàng)c正確。 (3)根據(jù)圖線(xiàn)數(shù)據(jù),利用運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析,由平拋運(yùn)動(dòng)可得 y1=12gt12 y2=12gt22 解得t1=0.1s,t2=0.3s 故初速度v0=Δxt2-t1=2.0m/s C點(diǎn)在豎直方向的分速度vy2=2gy3 則C點(diǎn)的速度vC=v02+vy2=4.0m/s 答案:(1)a、c　(2)c　(3)2.0　4.0