實(shí)驗(yàn)技能儲(chǔ)備
1．實(shí)驗(yàn)思路
用描跡法逐點(diǎn)畫(huà)出小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，判斷軌跡是否為拋物線并求出小鋼球的初速度．
2．實(shí)驗(yàn)器材
末端水平的斜槽、背板、擋板、復(fù)寫(xiě)紙、白紙、鋼球、刻度尺、重垂線、三角板、鉛筆等．
3．實(shí)驗(yàn)過(guò)程
(1)安裝、調(diào)整背板：將白紙放在復(fù)寫(xiě)紙下面，然后固定在裝置背板上，并用重垂線檢查背板是否豎直．
(2)安裝、調(diào)整斜槽：將固定有斜槽的木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，用平衡法檢查斜槽末端是否水平，也就是將小球放在斜槽末端直軌道上，小球若能靜止在直軌道上的任意位置，則表明斜槽末端已調(diào)水平，如圖．
(3)描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：讓小球在斜槽的某一固定位置由靜止?jié)L下，并從斜槽末端飛出開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，小球落到傾斜的擋板上，擠壓復(fù)寫(xiě)紙，會(huì)在白紙上留下印跡．取下白紙用平滑的曲線把這些印跡連接起來(lái)，就得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
(4)確定坐標(biāo)原點(diǎn)及坐標(biāo)軸：選定斜槽末端處小球球心在白紙上的投影的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，從坐標(biāo)原點(diǎn)O畫(huà)出豎直向下的y軸和水平向右的x軸．
4．?dāng)?shù)據(jù)處理
(1)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線
如圖所示，在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3…，把線段OA1的長(zhǎng)度記為l，則OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3…向下作垂線，與軌跡交點(diǎn)分別記為M1、M2、M3…，若軌跡是一條拋物線，則各點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)之間應(yīng)該滿(mǎn)足關(guān)系式y(tǒng)＝ax2(a是待定常量)，用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)值代入y＝ax2求出a，再測(cè)量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，代入y＝ax2，若在誤差范圍內(nèi)都滿(mǎn)足這個(gè)關(guān)系式，則這條曲線是一條拋物線．
(2)計(jì)算平拋物體的初速度
情景1：若原點(diǎn)O為拋出點(diǎn)，利用公式x＝v0t和y＝eq \f(1,2)gt2即可求出多個(gè)初速度v0＝xeq \r(\f(g,2y))，最后求出初速度的平均值，這就是做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的初速度．
情景2：若原點(diǎn)O不是拋出點(diǎn)
①在軌跡曲線上取三點(diǎn)A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如圖所示．A到B與B到C的時(shí)間相等，設(shè)為T(mén).
②用刻度尺分別測(cè)出yA、yB、yC，則有yAB＝y(tǒng)B－yA，yBC＝y(tǒng)C－yB.
③yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上兩式得v0＝xeq \r(\f(g,yBC－yAB)).
5．注意事項(xiàng)
(1)固定斜槽時(shí)，要保證斜槽末端的切線水平，以保證小球的初速度水平，否則小球的運(yùn)動(dòng)就不是平拋運(yùn)動(dòng)了．
(2)小球每次從槽中的同一位置由靜止釋放，這樣可以確保每次小球拋出時(shí)的速度相等．
(3)坐標(biāo)原點(diǎn)(小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn))不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的球心在背板上的水平投影點(diǎn)．
考點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn)
例1 (2017·浙江4月選考·17)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，
(1)圖是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)，確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的________．
A．球心
B．球的上端
C．球的下端
在此實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是________．
A．斜槽軌道必須光滑
B．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
C．用平滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái)
D．y軸的方向根據(jù)重垂線確定
(2)圖是利用實(shí)驗(yàn)裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，由照片可判斷實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的是________．
A．釋放小球時(shí)初速度不為0
B．釋放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切線不水平
(3)如圖是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的裝置，其中正確的是________．
答案 (1)B BD (2)C (3)B
解析 (1)因用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)來(lái)確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，故坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的球的上端，所以選B.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，斜槽不一定光滑，只要能夠保證從同一位置由靜止釋放，即使軌道粗糙，摩擦力做功是相同的，離開(kāi)斜槽末端的速度就是一樣的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；記錄的點(diǎn)適當(dāng)多一些，能夠保證描點(diǎn)平滑，選項(xiàng)B正確；作圖時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作曲線上，不在曲線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能均勻分布在所作曲線兩側(cè)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；y軸必須是豎直方向的，即用重垂線確定，選項(xiàng)D正確．
(2)由題圖可知斜槽末端切線不水平，才會(huì)造成小球做斜拋運(yùn)動(dòng)，故選C.
(3)插入瓶中的另一根吸管使得吸管上出口處壓強(qiáng)與外界氣壓相等，是為了保證水流流速不受瓶?jī)?nèi)水面下降而減小，能保證水面下降的一段時(shí)間內(nèi)，得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，所以選B.
例2 (2019·北京卷·21改編)用如圖所示裝置研究平拋運(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(mǎn)足的有________．
A．斜槽軌道光滑
B．斜槽軌道末端水平
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_(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，其中可行的是________．
A．用細(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
(4)伽利略曾研究過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)，他推斷：從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣．這實(shí)際上揭示了平拋物體________．
A．在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)
C．在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒
答案 (1)BD (2)a.球心 需要 b．大于 xeq \r(\f(g,y2－y1)) (3)AB (4)B
解析 (1)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是研究平拋運(yùn)動(dòng)，只需要每次實(shí)驗(yàn)都能保證鋼球做相同的平拋運(yùn)動(dòng)，即每次實(shí)驗(yàn)都要保證鋼球從同一高度無(wú)初速度釋放并水平拋出，沒(méi)必要要求斜槽軌道光滑，因此A錯(cuò)誤，B、D正確；擋板高度可以不等間距變化，故C錯(cuò)誤．
(2)a.因?yàn)殇撉蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)的軌跡是其球心的軌跡，故將鋼球靜置于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)(平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn))；在確定y軸時(shí)需要y軸與重垂線平行．b.由于平拋的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，故相鄰相等時(shí)間內(nèi)豎直方向上位移之比為1∶3∶5…，故兩相鄰相等時(shí)間內(nèi)豎直方向上的位移之比越來(lái)越大．因此eq \f(y1,y2)＞eq \f(1,3)；由y2－y1＝gT2，x＝v0T，聯(lián)立解得v0＝xeq \r(\f(g,y2－y1)).
(3)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，由于鉛筆受摩擦力作用，且不一定能始終保證鉛筆水平，鉛筆將不能始終保持垂直白紙板運(yùn)動(dòng)，鉛筆將發(fā)生傾斜，故不會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，故C不可行，A、B可行．
(4)從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，可認(rèn)為做平拋運(yùn)動(dòng)，因此不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣，這實(shí)際上揭示了平拋物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確．
例3 (2021·全國(guó)乙卷·22)某同學(xué)利用圖(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(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，頻閃儀每隔0.05 s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖(b)所示(圖中未包括小球剛離開(kāi)軌道的影像)．圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為5 cm.該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標(biāo)出．
完成下列填空：(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(1)小球運(yùn)動(dòng)到圖(b)中位置A時(shí)，其速度的水平分量大小為_(kāi)___________m/s，豎直分量大小為_(kāi)___________m/s；
(2)根據(jù)圖(b)中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮開(kāi)_______ m/s2.
答案 (1)1.0 2.0 (2)9.7
解析 (1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此速度的水平分量大小為v0＝eq \f(x,t)＝eq \f(0.05,0.05) m/s＝1.0 m/s；
豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段位移的平均速度，因此小球在A點(diǎn)速度的豎直分量大小為
vy＝eq \f(8.6＋11.0,0.05×2) cm/s≈2.0 m/s.
(2)由豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)可得
g＝eq \f(y3＋y4－y2－y1,4t2)
代入數(shù)據(jù)可得g＝9.7 m/s2.
考點(diǎn)二 探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
考向1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程的創(chuàng)新
例4 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖甲．在水平桌面上放置一個(gè)斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過(guò)桌邊后便做平拋運(yùn)動(dòng)．在鋼球拋出后經(jīng)過(guò)的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過(guò)豎直標(biāo)尺(未畫(huà)出)讀出，木板可以上下自由調(diào)節(jié)．在木板上固定一張白紙．該同學(xué)在完成裝置安裝后進(jìn)行了如下步驟的實(shí)驗(yàn)：
A.實(shí)驗(yàn)前在白紙上畫(huà)一條直線，并在線上標(biāo)出a、b、c三點(diǎn)，且ab＝bc＝20.00 cm，如圖乙
B．讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點(diǎn)，記下此時(shí)木板與桌面的高度差h1＝h
C．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點(diǎn)，記下此時(shí)木板與桌面的高度差h2＝h＋10.00(cm)
D．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點(diǎn)，記下此時(shí)木板與桌面的高度差h3＝h＋30.00(cm)

(1)下列說(shuō)法中正確的是________．
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持桌面水平
B．每次應(yīng)使鋼球從同一位置由靜止開(kāi)始釋放
C．必須選擇對(duì)鋼球摩擦力盡可能小的斜面
D．必須選擇對(duì)鋼球摩擦力盡可能小的桌面
(2)則該同學(xué)由上述測(cè)量結(jié)果即可粗測(cè)出鋼球的平拋初速度大小v0＝________ m/s，鋼球擊中b點(diǎn)時(shí)其豎直分速度大小為vby＝________ m/s.已知鋼球的重力加速度為g＝10 m/s2，空氣阻力不計(jì)．(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
答案 (1)AB (2)2.0 1.5
解析 (1)為了保證小鋼球拋出桌面時(shí)做的是平拋運(yùn)動(dòng)，則實(shí)驗(yàn)時(shí)需要保持桌面水平，故A正確；為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，保證每次小鋼球拋出桌面時(shí)的水平速度相等，則每次應(yīng)使小鋼球從同一位置由靜止開(kāi)始釋放，故B正確；只要保證小鋼球從桌面水平拋出時(shí)的速度相等即可，所以只需要保證小鋼球每次從同一位置由靜止釋放即可，斜面與桌面可以不光滑，故C、D錯(cuò)誤．
(2)在豎直方向Δh＝gt2
水平方向x＝v0t
其中Δh＝hbc－h(huán)ab＝10 cm，
x＝ab＝bc＝20 cm
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v0＝2.0 m/s
b點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻為hac段時(shí)間的中間時(shí)刻，
因此有vby＝eq \f(hac,2t)＝eq \f(30×10－2,2×0.1) m/s＝1.5 m/s.
考向2 數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新
例5 在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
(1)鋼球拋出點(diǎn)的位置必須及時(shí)記錄在白紙上，然后從這一點(diǎn)畫(huà)水平線和豎直線作為x軸和y軸，豎直線是用________來(lái)確定的．
(2)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的軌跡如圖甲所示，由軌跡可知，豎直距離yOA∶yAB∶yBC＝________，tOA∶tAB∶tBC＝________，這表明豎直方向是初速度為_(kāi)_______的________運(yùn)動(dòng)．
(3)該同學(xué)在軌跡上選取間距較大的幾個(gè)點(diǎn)，測(cè)出其坐標(biāo)，并在直角坐標(biāo)系內(nèi)繪出了y－x2圖像(如圖乙)，此平拋物體的初速度v0＝0.49 m/s，則豎直方向的加速度g＝________ m/s2.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
答案 (1)重垂線 (2)1∶3∶5 1∶1∶1 零 勻加速直線 (3)9.60
解析 (1)豎直線用重垂線確定，因?yàn)樾∏蛟谪Q直方向所受的重力是豎直向下的．
(2)由軌跡可知，豎直距離yOA∶yAB∶yBC＝1∶3∶5；由于水平距離xOA＝xAB＝xBC，則tOA＝tAB＝tBC，所以tOA∶tAB∶tBC＝1∶1∶1，在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，豎直方向的位移之比為1∶3∶5，表明豎直方向是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)就是拋出點(diǎn)．
(3)豎直方向有y＝eq \f(1,2)gt2，水平方向有x＝v0t，則平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為y＝eq \f(g,2v02)x2，則斜率為eq \f(g,2v02)＝eq \f(0.8,0.04)＝20，解得g≈9.60 m/s2.
考向3 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭?chuàng)新
例6 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)如圖甲，關(guān)閉水閥，用卷尺測(cè)量出水龍頭的內(nèi)直徑D＝________ cm；
(2)如圖乙，測(cè)量水管上沿離地高度H，打開(kāi)水管閥門(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)．
答案 (1)4.50 (2)Leq \r(\f(g,2H)) (3)eq \f(1,4)πD2Leq \r(\f(g,2H))
解析 (1)刻度尺讀數(shù)要估讀到最小分度的下一位，所以D＝4.50 cm；
(2)由平拋運(yùn)動(dòng)的公式
L＝vt
H＝eq \f(1,2)gt2
聯(lián)立可解得
v＝Leq \r(\f(g,2H))
(3)出水量Q等于流速乘管的橫截面積，可得
Q＝vS
S＝πr2＝π(eq \f(D,2))2
聯(lián)立可解得
Q＝eq \f(1,4)πD2Leq \r(\f(g,2H)).
課時(shí)精練
1．(2022·黑龍江哈爾濱三中高三月考)在“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：
(1)如圖甲，將兩個(gè)傾斜角度相同的光滑軌道固定在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，軌道下端水平.2軌道末端與光滑水平面平滑連接．把兩個(gè)完全相同的小球A、B分別從1、2傾斜軌道上相對(duì)軌道末端有相同高度差的位置由靜止開(kāi)始同時(shí)釋放，使兩小球能以相同的水平速度同時(shí)分別從軌道的下端射出(水平軌道足夠長(zhǎng))，觀察到某一現(xiàn)象．改變兩小球在斜面上相對(duì)軌道末端的釋放高度，使之仍相同，則仍能觀察到這一現(xiàn)象，故可以概括平拋運(yùn)動(dòng)的某一規(guī)律．
該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象和反映的平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是________；
A．A、B兩個(gè)小球相撞
B．A、B兩個(gè)小球不相撞
C．A球平拋時(shí)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．A球平拋時(shí)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)
(2)通過(guò)圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置，軌道末端切線水平．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每次釋放小球的位置都相同，并在圖丙的坐標(biāo)紙上記錄了小球經(jīng)過(guò)的A、B、C三點(diǎn)，已知坐標(biāo)紙每小格的邊長(zhǎng)L＝5 cm，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為_(kāi)______ m/s；B點(diǎn)的速度大小為_(kāi)______ m/s.(g取10 m/s2)
答案 (1)AC (2)1.5 2.5
解析 (1)該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是A、B兩個(gè)小球相撞，說(shuō)明兩球在水平方向的運(yùn)動(dòng)完全相同，即反映平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選A、C.
(2)在豎直方向有，Δx＝gT2，T＝eq \r(\f(2L,g))＝0.1 s
在水平方向有，v0＝eq \f(3L,T)＝1.5 m/s
B點(diǎn)的豎直速度vBy＝eq \f(8L,2T)＝2 m/s
B點(diǎn)速度為vB＝eq \r(v02＋vBy2)＝2.5 m/s.
2．平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜．我們可以按照把復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)的思路，分別研究物體在豎直方向和水平方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)．
(1)如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球由靜止自由下落，可觀察到兩小球同時(shí)落地；改變兩小球距地面的高度和打擊的力度，多次實(shí)驗(yàn)，都能觀察到兩小球同時(shí)落地．根據(jù)實(shí)驗(yàn)，________(選填“能”或“不能”)判斷出A球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)；________(選填“能”或“不能”)判斷出A球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
(2)如圖乙所示，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PO滑下后從O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為了保證鋼球從O點(diǎn)水平飛出的初速度是一定的，下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿(mǎn)足的是________．
A．斜槽軌道光滑
B．斜槽軌道末端水平
C．每次從斜槽上相同的位置無(wú)初速度釋放鋼球
②一位同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘記了標(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)，建立了如圖丙所示的坐標(biāo)系．平拋軌跡上的這三點(diǎn)的坐標(biāo)值已在圖中標(biāo)出．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)判斷，A點(diǎn)________(填“是”或“不是”)平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)．小球平拋的初速度為_(kāi)_______ m/s.(取g＝10 m/s2，計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
答案 (1)能 不能 (2)①BC ②不是 1.5
解析 (1)無(wú)論在什么高度，兩個(gè)小球都同時(shí)落地，說(shuō)明兩個(gè)小球在豎直方向運(yùn)動(dòng)完全相同，由于B小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，因此可以判斷出A球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)；而在水平方向上沒(méi)有任何比較，因此不能判斷出A球在水平方向做何種運(yùn)動(dòng)；
(2)①為保證小球到達(dá)斜槽末端時(shí)水平拋出，則必須要使斜槽末端水平；為保證小球到達(dá)斜槽末端的速度相同，則小球每次都應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，這樣每次拋出的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同，斜槽軌道是否光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，B、C正確，A錯(cuò)誤．
②因A點(diǎn)到B點(diǎn)與B點(diǎn)到C點(diǎn)的水平位移相等，則時(shí)間相等；而豎直位移之比為3∶5，不是從1開(kāi)始的連續(xù)奇數(shù)比，可知A點(diǎn)不是平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)；
根據(jù)Δy＝gT2
可得T＝eq \r(\f(1－0.6,10)) s＝0.2 s
則初速度v0＝eq \f(x,T)＝eq \f(0.3,0.2) m/s＝1.5 m/s.
3.如圖所示，一農(nóng)用水泵裝在離地面一定高度處，其出水管是水平的，現(xiàn)僅有一鋼卷尺，請(qǐng)你粗略地測(cè)出水流出管口的速度大小和從管口到地面之間空中水柱的質(zhì)量(已知水的密度為ρ，重力加速度為g)：
(1)除了已測(cè)出的水管內(nèi)徑L外，你需要測(cè)量的物理量是(寫(xiě)出物理量名稱(chēng)和對(duì)應(yīng)的字母)：________________；
(2)水流出管口的速度表達(dá)式為v＝____________；(請(qǐng)用已知量和待測(cè)量的符號(hào)表示)
(3)空中水的質(zhì)量的表達(dá)式為m＝____________.(請(qǐng)用已知量和待測(cè)量的符號(hào)表示)
答案 (1)水的水平射程s、管口離地的高度h
(2)seq \r(\f(g,2h))
(3)eq \f(πρsL2,4)
解析 (1)水流出水管后做平拋運(yùn)動(dòng)，需要測(cè)出水的水平射程s，管口離地的高度h；
(2)設(shè)水管口離地高度為h，水柱的水平射程為s，水在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，
水做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向：s＝vt，
在豎直方向：h＝eq \f(1,2)gt2，
水的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq \r(\f(2h,g))，水的初速度：v＝eq \f(s,t)＝eq \f(s,\r(\f(2h,g)))＝seq \r(\f(g,2h))；
(3)水管內(nèi)徑為L(zhǎng)，空中水的質(zhì)量為：m＝ρV＝ρ·πR2·vt＝πρ(eq \f(L,2))2·eq \f(s,t)·t＝eq \f(πρsL2,4).
4．為了探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
(1)為了準(zhǔn)確地描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，下列要求合理的是________．
A．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端必須水平
D．本實(shí)驗(yàn)必需的器材還有刻度尺和停表
(2)甲同學(xué)按正確的操作完成實(shí)驗(yàn)并描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，以平拋運(yùn)動(dòng)的初始位置O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立xOy坐標(biāo)系，如圖(b)所示．從運(yùn)動(dòng)軌跡上選取多個(gè)點(diǎn)，根據(jù)其坐標(biāo)值可以驗(yàn)證軌跡符合y＝ax2的拋物線．若坐標(biāo)紙中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)圖中M點(diǎn)的坐標(biāo)值，可以求出a＝________，小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝________.(重力加速度為g)
(3)乙同學(xué)不小心將記錄實(shí)驗(yàn)的坐標(biāo)紙弄破損，導(dǎo)致平拋運(yùn)動(dòng)的初始位置缺失．他選取軌跡中任意一點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立xOy坐標(biāo)系(x軸沿水平方向、y軸沿豎直方向)，如圖(c)所示．在軌跡中選取A、B兩點(diǎn)，坐標(biāo)紙中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)仍為L(zhǎng)，重力加速度為g.由此可知：小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用時(shí)間t1與從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間t2的大小關(guān)系為：t1________t2(選填“>”“

相關(guān)學(xué)案

江蘇版高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章實(shí)驗(yàn)5探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課時(shí)學(xué)案：

這是一份江蘇版高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章實(shí)驗(yàn)5探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課時(shí)學(xué)案，共14頁(yè)。

高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章實(shí)驗(yàn)5探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課時(shí)學(xué)案：

這是一份高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章實(shí)驗(yàn)5探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課時(shí)學(xué)案，共10頁(yè)。

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第14章實(shí)驗(yàn)14用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)光的波長(zhǎng)（含解析）：

這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第14章實(shí)驗(yàn)14用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)光的波長(zhǎng)（含解析），共7頁(yè)。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)學(xué)案 更多

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第9章專(zhuān)題強(qiáng)化16電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)（含解析）

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第9章專(zhuān)題強(qiáng)化16電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)（含解析）
新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第9章實(shí)驗(yàn)九導(dǎo)體電阻率的測(cè)量（含解析）

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第9章實(shí)驗(yàn)九導(dǎo)體電阻率的測(cè)量（含解析）
新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第9章專(zhuān)題強(qiáng)化17電學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合（含解析）

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第9章專(zhuān)題強(qiáng)化17電學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合（含解析）
新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第14章實(shí)驗(yàn)13測(cè)量玻璃的折射率（含解析）

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第14章實(shí)驗(yàn)13測(cè)量玻璃的折射率（含解析）
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專(zhuān)區(qū)
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專(zhuān)業(yè)更值得信賴(lài)
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部