
?研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?
1、用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。
2、從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。
二、實(shí)驗(yàn)原理:
獨(dú)立性分析原理:
水平方向:勻速直線運(yùn)動(dòng)
豎直方向:自由落體運(yùn)動(dòng)
令小球做平拋運(yùn)動(dòng),利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線,建立坐標(biāo)系,測(cè)出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y,根據(jù)重力加速度g的數(shù)值,利用公式y(tǒng)=12gt2求出小球的飛行時(shí)間t,再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度,即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。
三、實(shí)驗(yàn)器材:
斜槽,豎直固定在鐵架臺(tái)上的木板,白紙,圖釘,小球,有孔的卡片,刻度尺,重錘線。
四、實(shí)驗(yàn)步驟:
1、安裝調(diào)整斜槽:用圖釘把白紙釘在豎直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法調(diào)整斜槽,即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處,能使小球在平直軌道上的任意位置靜止,就表明水平已調(diào)好;
2、調(diào)整木板:用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上,固定木板,使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變;
3、確定坐標(biāo)原點(diǎn)O:把小球放在槽口處,用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn)O,O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn);
4、描繪運(yùn)動(dòng)軌跡:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面保持水平,調(diào)整卡片的位置,使從槽上滾下的小球正好穿過(guò)卡片的孔,而不擦碰孔的邊緣,然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn),這就在白紙上記下了小球穿過(guò)孔時(shí)球心所對(duì)應(yīng)的位置。保證小球每次從槽上開(kāi)始滾下的位置都相同,用同樣的方法,可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來(lái)即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡;
5、計(jì)算初速度:以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫(huà)出豎直向下的y軸和水平向右的x軸,并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn),用刻度尺和三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)x和y,用公式x=v0t和y=12gt2計(jì)算出小球的初速度v0,最后計(jì)算出v0的平均值,并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。
五、注意事項(xiàng):
1、斜槽末端的切線必須水平。
2、用重錘線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直。
3、以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。(或者小球的球心)
4、每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開(kāi)始下滑
5、如果是用白紙,則應(yīng)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),在斜槽末端懸掛重錘線,先以重錘線方向確定y軸方向,再用直角三角板畫(huà)出水平線作為x軸,建立直角坐標(biāo)系。
1.(2022·海南·昌江黎族自治縣礦區(qū)中學(xué)二模)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”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)的簡(jiǎn)要步驟如下:
A.讓小球多次由靜止從斜槽上的___________(選填“同一”或“不同”)位置滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。
B.按圖1安裝好器材,注意調(diào)整斜槽末端沿___________方向,記下平拋初位置O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)的豎直線。
C.取下白紙,以O(shè)為原點(diǎn),以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫(huà)出平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。
D.完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上。
E.上述實(shí)驗(yàn)步驟A、B、C的合理順序是___________。
F.某同學(xué)在做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖2中的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出。則:小球平拋的初速度為_(kāi)__________m/s。(g=10m/s2,計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
2.(2021·天津天津·一模)用如圖1所示裝置研究平地運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫(xiě)紙對(duì)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(shí),鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)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(wú)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(dòng)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(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn);在確定y軸時(shí)______(選填“需要”或者“不需要”)y軸與重錘線平行;
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(cè)得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2,則______(選填“大于”、“等于”或者“小于”)??汕蟮娩撉蚱綊伒某跛俣却笮開(kāi)________。(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上述字母表示)。
(3)為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,同學(xué)們還提出了以下三種方案,其中哪一項(xiàng)是不可行的是____________。
A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱,拍攝照片,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡
B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置,平滑連接各位置,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡
C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置,筆尖緊靠白紙板,鉛筆以一定初速度水平拋出,將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡
3.(2022·新疆·疏勒縣實(shí)驗(yàn)學(xué)校模擬預(yù)測(cè))小明用如圖甲所示的裝置“研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)”,他的實(shí)驗(yàn)操作是:在小球A、B處于同一高度時(shí),用小錘輕擊彈性金屬片使A球水平飛出,同時(shí)B球被松開(kāi)。
(1)他觀察到的現(xiàn)象是:小球A、B_______(填“同時(shí)”或“先后”)落地;
(2)讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài),用較大的力敲擊彈性金屬片,A球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間_______(填“變長(zhǎng)”“不變”或“變短”);
(3)然后小明用圖乙所示方法記錄平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,由于沒(méi)有記錄拋出點(diǎn),如圖丙所示,數(shù)據(jù)處理時(shí)選擇A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0),結(jié)合實(shí)驗(yàn)中重錘方向確定坐標(biāo)系,丙圖中小方格的邊長(zhǎng)均為0.05m,g取10m/s2,則小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小為_(kāi)____m/s,小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為_(kāi)_____m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
4.(2022·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè))小明采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上,利用光電門(mén)傳感器和碰撞傳感器可以測(cè)得小球的水平初速度和飛行時(shí)間t,底板上的標(biāo)尺可以測(cè)得水平位移d。
(1)實(shí)驗(yàn)中斜槽軌道末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是_________
A.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線
B.保證小球飛出時(shí),速度沿水平方向軌道
C.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為g
D.保證小球飛出時(shí),速度既不太大,也不太小
(2)實(shí)驗(yàn)中,以下哪些操作可能引起實(shí)驗(yàn)誤差_________
A.安裝斜槽時(shí),斜槽末端切線方向不水平
B.沒(méi)有從軌道同一位置釋放小球
C.斜槽不是光滑的
D.空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響
(3)保持水平槽口距底板的高度不變,改變小球在斜槽軌道上下滑的起始位置,測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度、飛行時(shí)間t和水平位移d,記錄在表中。
0.741
1.034
1.318
1.584
t(ms)
292.7
293.0
292.8
292.9
d(cm)
21.7
30.3
38.6
46.4
由表中數(shù)據(jù)可知,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),當(dāng)h一定時(shí),以下說(shuō)法正確的是( )
A.落地點(diǎn)的水平距離d與初速度大小成反比
B.落地點(diǎn)的水平距離d與初速度大小成正比
C.飛行時(shí)間t與初速度大小無(wú)關(guān)
D.飛行時(shí)間t與初速度大小成正比
(4)小華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)裝置的后面豎直放置一塊貼有白紙和復(fù)寫(xiě)紙的木板,圖乙是實(shí)驗(yàn)中小球從斜槽上不同位置釋放獲得的兩條軌跡,圖線①所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置_________(選填“較低”或“較高”);
(5)小華同學(xué)接著用方格紙做實(shí)驗(yàn),若小球在某次平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過(guò)的三個(gè)位置a、b、c如圖丙所示,已知小方格的邊長(zhǎng),取,則小球在b點(diǎn)的速度大小為_(kāi)________m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
5.(2022·浙江臺(tái)州·二模)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝,某次拍攝后得到的照片局部如圖乙所示。照片上每個(gè)方格的實(shí)際邊長(zhǎng)為。
①下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是_________。
A.本實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)斜槽末端水平
B.圖乙中的a點(diǎn)就是平拋的起點(diǎn)
C.為獲取圖乙中的數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)至少需要4次釋放小球,且每次釋放位置必須相同
D.由圖乙數(shù)據(jù)可得知平拋運(yùn)動(dòng)水平遵從勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,豎直方向遵從勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律
②根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可知頻閃儀頻率是_______。
③小球運(yùn)動(dòng)到圖乙中位置b時(shí),其速度的大小為_(kāi)______;
6.(2021·湖北·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,有人對(duì)“利用頻閃照相研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”裝置進(jìn)行了改進(jìn),在裝置兩側(cè)都裝上完全相同的斜槽A、B,但位置有一定高度差,白色與黑色的兩個(gè)相同的小球都由斜槽某位置靜止開(kāi)始釋放。實(shí)驗(yàn)后對(duì)照片做一定處理并建立直角坐標(biāo)系,得到如圖所示的部分小球位置示意圖,取g=10m/s2。
(1)根據(jù)部分小球位置示意圖,對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟下列說(shuō)法正確的是_____。
A.兩斜槽末端切線水平
B.兩斜槽必須光滑
C.兩小球必須同時(shí)釋放
D.兩小球是從兩斜槽相同位置靜止釋放的
(2)根據(jù)部分小球位置示意圖,可知閃光頻率為_(kāi)______Hz,A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)___,B球拋出點(diǎn)坐標(biāo)_____。
(3)若兩球在實(shí)驗(yàn)中于圖中C位置發(fā)生碰撞,則可知兩小球釋放的時(shí)間差約為_(kāi)____s。
7.(2022·山東師范大學(xué)附中模擬預(yù)測(cè))利用智能手機(jī)自帶的各種傳感器可以完成很多物理實(shí)驗(yàn)。某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,結(jié)合手機(jī)的傳感器功能測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,?shí)驗(yàn)步驟如下:
I.實(shí)驗(yàn)前用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑d=5.00mm;
II.實(shí)驗(yàn)裝置中固定軌道AB的末端水平,在軌道末端安裝一光電門(mén),光電門(mén)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)相連,測(cè)量小球離開(kāi)軌道時(shí)的速度。將小球從軌道的某高度處由靜止釋放,小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,打到豎直記錄屏MN上,記下落點(diǎn)位置。然后通過(guò)手機(jī)傳感器的測(cè)距功能,測(cè)量并記錄小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離x和豎直下落距離h;
III.多次改變屏MN與拋出點(diǎn)B的水平距離x,使小球每次都從軌道的同一位置處由靜止釋放,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),記錄多組x、h數(shù)據(jù),如下表所示
實(shí)驗(yàn)順序
1
2
3
4
5
x(cm)
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
x2(×10-2m2)
1.00
2.25
4.00
6.25
9.00
h(cm)
4.87
10.95
19.50
30.52
43.91
請(qǐng)根據(jù)上述數(shù)據(jù),完成下列問(wèn)題:
(1)在答題卡給定的坐標(biāo)紙上做出的圖像;_______
(2)若光電計(jì)時(shí)器記錄的平均遮光時(shí)間,根據(jù)上述圖像求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮=______m/ s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);
(3)若實(shí)驗(yàn)中,每次記錄的h值均漏掉了小球的半徑,按照上述方法計(jì)算出的重力加速度大小與真實(shí)值相比_______。(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
創(chuàng)新題型
8.(2022·陜西渭南·高一期末)如圖1所示是某種“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,應(yīng)選擇的小球是___________。(填序號(hào))
A.實(shí)心小木球???????B.空心小木球???????C.空心小鐵球???????D.實(shí)心小鐵球
(2)當(dāng)a小球從斜槽末端水平飛出時(shí)與b小球離地面的高度均為H,此瞬間電路斷開(kāi),使電磁鐵釋放b小球,最終兩小球同時(shí)落地,改變H大小,重復(fù)實(shí)驗(yàn),a、b仍同時(shí)落地,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明___________。(填序號(hào))
A.兩小球落地速度的大小相同
B.兩小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
C.a(chǎn)小球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)與b小球的運(yùn)動(dòng)相同
D.a(chǎn)小球在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)
(3)劉同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí),忘記標(biāo)記平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)O,只記錄了A、B、C三點(diǎn),于是就取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立了如圖2所示的坐標(biāo)系,平拋軌跡上的這三點(diǎn)坐標(biāo)值圖中已標(biāo)出。取,則小球平拋的初速度為_(kāi)__________m/s,小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為_(kāi)__________(單位cm)。
9.(2022·山西·呂梁學(xué)院附屬高級(jí)中學(xué)高一期中)為了探究做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了下面一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖甲所示,OD為一豎直木板,小球從斜槽上擋板處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),離開(kāi)O點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)。右側(cè)用一束平行光照射小球,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中便在木板上留下影子。用頻閃照相機(jī)拍攝小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置以及在木板上留下的影子的位置,如圖中A、B、C、D點(diǎn)。現(xiàn)測(cè)得各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為5.0cm,19.8cm,44.0cm,78.6cm。根據(jù)影子的運(yùn)動(dòng)情況可知小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)為_(kāi)_________運(yùn)動(dòng)。其加速度為_(kāi)_______m/s2。(已知照相機(jī)的閃光頻率為10Hz)
(2)若將平行光改為沿豎直方向,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在地面上留下影子,如圖乙所示,用頻閃照相機(jī)拍攝的影子的位置如圖中的0′、A′、B′、C、D′點(diǎn)?,F(xiàn)測(cè)得各點(diǎn)到O′點(diǎn)的距離分別為19.6cm,39.8cm、60.2cm、79.6cm。根據(jù)影子的運(yùn)動(dòng)情況可知小球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)為_(kāi)________運(yùn)動(dòng)。其速度為_(kāi)________m/s。
(3)丙同學(xué)用如圖裝置研究平拋運(yùn)動(dòng),將方格紙和復(fù)寫(xiě)紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上,鋼球沿斜槽軌道滑下飛出后落在水平擋板上,在方格紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)稱動(dòng)擋板,重新釋放鋼球,方格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(wú)初速度釋放球
②建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系。取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。將銅球靜置于斜槽末,鋼球的________(選填“最上端”“最下端”或者“球心”)對(duì)應(yīng)方格紙上的位置即為原點(diǎn):在確定y軸時(shí)_________(選填“需要”或者“不需要“)y軸與重垂線平行。
10.(2021·廣東佛山·二模)如圖甲,在農(nóng)田旁離地一定高度架有一水管,管口水平,小明根據(jù)學(xué)到的平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí),只用一把卷尺,測(cè)量出水口單位時(shí)間內(nèi)流出的最大水量(假設(shè)水從出水口沿水平方向均勻流出,已知重力加速度為g)。步驟如下:
(1)如圖乙,關(guān)閉水閥,用卷尺測(cè)量出水龍頭的內(nèi)直徑D=___________cm;
(2)測(cè)量水管上沿離地高度H,打開(kāi)水閥門(mén)且將其調(diào)到出水量最大,記下噴出水最遠(yuǎn)的落地位置,關(guān)上閥門(mén),測(cè)量出最遠(yuǎn)位置到出水口的水平距離L,則水流速度v=___________(用題中物理量的字母表示);
(3)請(qǐng)推導(dǎo)單位時(shí)間出水量表達(dá)式Q=___________(用題中物理量的字母表示)。
研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)
參考答案:
1.???? 同一???? 水平???? BAC???? 2【詳解】A[1]為控制小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度一定,需要讓小球多次由靜止從斜槽上的同一位置滾下;
B[2]為確保小球初速度沿水平方向,安裝器材時(shí)應(yīng)調(diào)整斜槽末端沿水平方向;
E[3]實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)該先按要求安裝好器材,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并記錄數(shù)據(jù),最后作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,所以應(yīng)該按BAC的順序;
F[4]小球做平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。
豎直方向由紙帶實(shí)驗(yàn)推論公式
可得相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔
所以初速度滿足
2.???? BD##DB???? 球心???? 需要???? 大于???? ???? C【詳解】(1)[1]AD.本實(shí)驗(yàn)要求鋼球每次從斜槽末端拋出時(shí)的速度相同,所以必須每次從斜槽上相同的位置無(wú)初速度釋放鋼球,而斜槽軌道是否光滑對(duì)上述要求無(wú)影響,故A錯(cuò)誤,D正確;
B.為使鋼球離開(kāi)斜槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng),即鋼球離開(kāi)斜槽末端時(shí)速度沿水平方向,斜槽軌道末段必須水平,故B正確;
C.擋板高度決定于鋼球所留痕跡點(diǎn)的高度,而每個(gè)痕跡點(diǎn)的高度差是否相同對(duì)繪圖無(wú)影響,所以擋板高度不一定等間距變化,故C錯(cuò)誤。
故選BD。
(2)[2]因?yàn)殇撉蛩鶖D壓的痕跡點(diǎn)是球心的投影點(diǎn),而所有痕跡點(diǎn)與原點(diǎn)應(yīng)在同一拋物線上,所以應(yīng)取鋼球的球心對(duì)應(yīng)白紙上的位置為原點(diǎn)。
[3]y軸正方向沿豎直向下,所以需要與重錘線平行。
[4]因?yàn)锳、B和B、C間水平距離相等,所以A、B和B、C間對(duì)應(yīng)鋼球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,設(shè)為T(mén),設(shè)鋼球在A、B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度大小分別為vAy、vBy,則
所以
[5]根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有
解得
鋼球平拋的初速度大小為
(3)[6]A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱具有水平初速度,且只受重力作用,可視為平拋運(yùn)動(dòng),拍攝照片,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,故A可行;
B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置,平滑連接各位置,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,故B可行;
C.將鉛筆拋出后,筆尖與白紙之間將無(wú)相互作用力,不可能在紙上留下拋物線痕跡,故C不可行。
本題選不可行的方案,故選C。
3.???? 同時(shí)???? 不變???? 1.5???? 2.5【詳解】(1)[1]因A做平拋運(yùn)動(dòng),B作自由落體運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),故AB同時(shí)落地。
(2)[2]用較大的力敲擊彈性金屬片,將使得A球的水平初速度變大,但平拋運(yùn)動(dòng)的高度仍然不變,由可知,A球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變。
(3)[3]小球豎直方向是勻變速直線運(yùn)動(dòng),由可知,它們的時(shí)間間隔為
小球在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng),由題圖可知,水平初速度為
[4]小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為
故小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為
4.???? B???? AD##DA???? BC##CB???? 較高???? 0.79【詳解】解:(1)[1]AB.要研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,軌道末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是小球飛出時(shí),速度必須沿水平方向,使小球做平拋運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤,B正確。
CD.小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度和小球飛出時(shí)的速度大小與軌道末端是否水平無(wú)關(guān),CD錯(cuò)誤。
故選B。
(2)[2]A.要研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,安裝斜槽時(shí),斜槽末端切線方向不水平,小球拋出后的運(yùn)動(dòng)不是平拋運(yùn)動(dòng),能引起實(shí)驗(yàn)誤差,A正確;
B.沒(méi)有從軌道同一位置釋放小球,因?yàn)橛泄怆婇T(mén)傳感器和碰撞傳感器可以測(cè)得小球的水平初速度和飛行時(shí)間t,因此不會(huì)產(chǎn)生誤差,B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是要研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即研究小球從離開(kāi)水平軌道到落到底板上運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,與斜槽是否光滑無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;
D.空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響,小球在空中的運(yùn)動(dòng)就不是平拋運(yùn)動(dòng)了,所以能產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差,D正確。
故選AD。
(3)[3] AB.由表中數(shù)據(jù)可得
d1=0.217m=0.741×0.2927m
d2=0.303m=1.034×0.293m
d3=0.386m=1.318×0.2928m
d4=0.454m=1.584×0.2929m
由計(jì)算結(jié)果可知,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),落地點(diǎn)的水平距離d與初速度大小成正比,A錯(cuò)誤,B正確;
CD.由表中數(shù)據(jù)可知,飛行時(shí)間t與初速度大小無(wú)關(guān),C正確,D錯(cuò)誤。
故選BC。
(4)[4]由圖乙可知,圖線①對(duì)應(yīng)的小球的初速度大于圖線②,因此圖線①所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置較高。
(5)[5]由圖丙可知,已知小方格的邊長(zhǎng),在豎直方向可有
?h=gT2???????
解得
則有b點(diǎn)在水平方向的初速度為
由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度,b點(diǎn)在豎直方向的速度則有
則小球在b點(diǎn)的速度大小為
5.???? AD##DA???? ???? 2.5【詳解】(1)[1]A.實(shí)驗(yàn)中必須保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),則斜槽軌道末端必須水平,故A正確;
B.若是平拋起點(diǎn),豎直方向位移應(yīng)滿足,結(jié)合圖象可知B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)橐?huà)同一運(yùn)動(dòng)的軌跡,必須每次釋放小球的位置相同,且由靜止釋放,以保證獲得相同的初速度,為了減小誤差應(yīng)多次釋放小球,圖乙中有4個(gè)點(diǎn),不代表至少要放4次,故C錯(cuò)誤;
D.由圖可知相等時(shí)間內(nèi)水平方向位移相等,豎直方向相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移差滿足
所以平拋運(yùn)動(dòng)水平遵從勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,豎直方向遵從勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,故D正確。
(2)[2]根據(jù)
解得
(3)[3水平方向
解得
豎直方向根據(jù)中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于該過(guò)程平均速度得
則b點(diǎn)速度為
6.???? AD???? 10???? (0,0)???? (1.10m,0.35m)???? 0.1【詳解】(1)[1]A.兩斜槽末端切線水平,以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確;
B.兩斜槽不一定必須光滑,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.兩小球不一定要同時(shí)釋放,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.兩小球在相同時(shí)間內(nèi)的水平位移都是3l,則做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度是相同的,則兩球是從兩斜槽相同位置靜止釋放的,選項(xiàng)D正確。
故選AD。
(2)[2][3][4]根據(jù)白色小球位置示意圖
可知閃光頻率為
對(duì)白球因豎直方向相鄰相等時(shí)間的位移之比為1:3:5…可知,O點(diǎn)是A球的拋出點(diǎn),即A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)(0,0),B球三個(gè)黑點(diǎn)位置豎直方向位移之比為3:5,可知拋出點(diǎn)與最上面黑點(diǎn)位置的豎直距離為l,水平距離為3l,則B球拋出點(diǎn)坐標(biāo)(1.10m,0.35m)。
(3)[5]若兩球在實(shí)驗(yàn)中于圖中C位置發(fā)生碰撞,則白球下落的時(shí)間為4T,黑球下落的時(shí)間為3T,可知兩小球釋放的時(shí)間差為
?t=T=0.1s
7.???? 見(jiàn)詳解???? ???? 不變【詳解】(1)[1]描點(diǎn)作圖如下:
(2)[2]小球過(guò)B點(diǎn)水平拋出的速度為
與的關(guān)系為
結(jié)合圖像可得
解得
(3)[3]在(2)中
可知漏掉了小球的半徑,不影響重力加速度g的計(jì)算,即計(jì)算出的重力加速度大小與真實(shí)值相比不變。
8.???? D???? BC##CB???? 1.5???? 【詳解】(1)[1]為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,應(yīng)選擇的小球是實(shí)心小鐵球。
故選D。
(2)[2]改變H大小,重復(fù)實(shí)驗(yàn),a、b始終同時(shí)落地,說(shuō)明兩小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,進(jìn)一步說(shuō)明a小球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)與b小球的運(yùn)動(dòng)相同。
故選BC。
(3)[3]豎直方向由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可得
可得
則小球的初速度為
[4]小球到B點(diǎn)時(shí)的豎直速度為
則水平拋出至B點(diǎn)所用時(shí)間為
則運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的水平、豎直位移分別為
故小球拋出點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)分別為
小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為(單位cm)。
9.???? 自由落體運(yùn)動(dòng)???? 9.8m/s2???? 勻速直線運(yùn)動(dòng)???? 2m/s???? BD???? 球心???? 需要【詳解】(1)[1][2]影子在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1=5.0cm、x2=14.8cm、x3=24.2cm、x4=34.6cm,根據(jù)逐差法可得
所以影子運(yùn)動(dòng)的加速度
加速度約等于重力加速度,可見(jiàn),小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)為只有落體運(yùn)動(dòng);加速度為9.8m/s2;
(2)[3]根據(jù)小球在地面上留下的影子的運(yùn)動(dòng)情況反映了小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)情況。各點(diǎn)到O’點(diǎn)的距離即小球在對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)水平方向上的位移,可以作出位移時(shí)間圖像來(lái)判斷小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)情況,如圖所示,圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的直線,即小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
[4]根據(jù)所做的x-t圖像可知小球在水平方向的速度等于圖像的斜率,故小球的水平方向的速度為v=2m/s;
(3)[5]A.本題是研究平拋運(yùn)動(dòng)沒(méi)必要要求斜槽軌道光滑,故A錯(cuò)誤;
B.每次保證小球水平拋出,,即每次實(shí)驗(yàn)都要保證小球的初速度水平,故B正確;
C.擋板高度可以不等間距變化,故C錯(cuò)誤;
D.即每次實(shí)驗(yàn)都能保證小球做相同的平拋運(yùn)動(dòng),即每次實(shí)驗(yàn)都要保證小球的初速度水平且相同,故D正確。
故選:BD。
[6]鋼球側(cè)面在白紙上擠壓出的痕跡點(diǎn)與球心等高,故將鋼球靜置與Q點(diǎn),鋼球的球心對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為坐標(biāo)原點(diǎn);
[7]y軸為豎直方向,故在確定y軸時(shí)需要y軸與重錘線平行。
10.???? 4.50???? ???? 【詳解】(1)[1]刻度尺讀數(shù)要估讀到分度尺的下一位,所以D=4.50cm;
(2)[2]由平拋運(yùn)動(dòng)的公式
聯(lián)立可解出
(3)[3]排水量Q等于流速乘以管的橫截面積公式如下
聯(lián)立可解出
這是一份03講 力與曲線運(yùn)動(dòng)之平拋圓周專題強(qiáng)化解析版,共16頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,實(shí)驗(yàn)題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份03講 力與曲線運(yùn)動(dòng)之平拋圓周解析版,共15頁(yè)。試卷主要包含了直線還是曲線運(yùn)動(dòng)的判斷,運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則,平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,水平方向的圓周運(yùn)動(dòng),傳動(dòng)裝置等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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