
一、拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)
1.拋體運(yùn)動(dòng):以一定的速度將物體拋出,在空氣阻力可以忽略的情況下,物體只受重力作用的運(yùn)動(dòng).
2.平拋運(yùn)動(dòng):初速度沿水平方向的拋體運(yùn)動(dòng).
3.平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):
(1)初速度沿水平方向;
(2)只受重力作用.
二、實(shí)驗(yàn):探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(一)實(shí)驗(yàn)思路:
(1)基本思路:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解,把平拋運(yùn)動(dòng)分解為不同方向上兩個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng),分別研究物體在這兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn).
(2)平拋運(yùn)動(dòng)的分解:可以嘗試將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng).
(二)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
方案一:頻閃照相(或錄制視頻)的方法
(1)通過(guò)頻閃照相(或視頻錄制),獲得小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片(如圖所示);
圖
(2)以拋出點(diǎn)為原點(diǎn),建立直角坐標(biāo)系;
(3)通過(guò)頻閃照片描出物體經(jīng)過(guò)相等時(shí)間間隔所到達(dá)的位置;
(4)測(cè)量出經(jīng)過(guò)T,2T,3T,…時(shí)間內(nèi)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移和豎直位移,并填入表格;
(5)分析數(shù)據(jù)得出小球水平分運(yùn)動(dòng)和豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).
方案二:分別研究水平和豎直方向分運(yùn)動(dòng)規(guī)律
步驟1:探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
圖
(1)如圖所示,用小錘擊打彈性金屬片后,A球做________運(yùn)動(dòng);同時(shí)B球被釋放,做__________運(yùn)動(dòng).觀察兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡,聽(tīng)它們落地的聲音.
(2)改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度,即改變A球的初速度,發(fā)現(xiàn)兩球____________,說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為_(kāi)_____________.
步驟2:探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
1.裝置和實(shí)驗(yàn)
(1)如圖所示,安裝實(shí)驗(yàn)裝置,使斜槽M末端水平,使固定的背板豎直,并將一張白紙和復(fù)寫紙固定在背板上,N為水平裝置的可上下調(diào)節(jié)的向背板傾斜的擋板.
圖
(2)讓鋼球從斜槽上某一高度滾下,從末端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),使小球的軌跡與背板平行.鋼球落到傾斜的擋板N上,擠壓復(fù)寫紙,在白紙上留下印跡.
(3)上下調(diào)節(jié)擋板N,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次使鋼球從斜槽上同一(選填“同一”或“不同”)位置由靜止?jié)L下,在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置.
(4)以斜槽水平末端端口處小球球心在木板上的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O,過(guò)O點(diǎn)畫出豎直的y軸和水平的x軸.
(5)取下坐標(biāo)紙,用平滑的曲線把這些印跡連接起來(lái),得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.
(6)根據(jù)鋼球在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在軌跡上取豎直位移為y、4y、9y…的點(diǎn),即各點(diǎn)之間的時(shí)間間隔相等,測(cè)量這些點(diǎn)之間的水平位移,確定水平方向分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn).
(7)結(jié)論:平拋運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間內(nèi)水平方向位移相等,平拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng).
2.注意事項(xiàng):
(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(將小球放在斜槽末端水平部分,若小球靜止,則斜槽末端水平).
(2)背板必須處于豎直面內(nèi),固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直.
(3)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放.
(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn),應(yīng)是小球出槽口時(shí)鋼球球心在木板上的投影點(diǎn).
(5)小球開(kāi)始滾下的位置高度要適中,以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜.
例題精練
1.如圖,是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置,以下實(shí)驗(yàn)過(guò)程的一些做法,其中不正確或不必要的有( )
A.安裝斜槽軌道,使其末端保持水平
B.斜槽軌道必須要求足夠光滑
C.每次小球應(yīng)從同一位置靜止釋放
D.為得到小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,可以用平滑的曲線連接記錄的點(diǎn)
【分析】小球做平拋運(yùn)動(dòng),需要保持軌道的末端切線水平,每次小球從同一位置靜止釋放,不需要軌道足夠光滑。小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線,所以需要用平滑的曲線連接記錄的各點(diǎn)
【解答】解:ABC、小球做平拋運(yùn)動(dòng),需要保持軌道的末端切線水平,每次小球從同一位置靜止釋放,不需要軌道足夠光滑,故AC正確,B錯(cuò)誤,
D、小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線,所以需要用平滑的曲線連接記錄的各點(diǎn),故D正確;
本題選不正確的或者不必要的,故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查平拋的實(shí)驗(yàn),解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)。
2.(武平縣校級(jí)模擬)如圖所示為某同學(xué)研究一鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的一段軌跡,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,則的值不可能為( )
A.B.C.D.
【分析】根據(jù)初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),相等時(shí)間間隔的位移之比是1:3:5...,判斷位移的可能值。
【解答】解:從拋出點(diǎn)開(kāi)始,鋼球在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),如果A點(diǎn)為拋出點(diǎn),則連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的豎直位移之比是1:3:5:7...,可知y1:y2最小之比是1:3。故ABD正確,C錯(cuò)誤。
選不可能的,故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)平拋的理解,豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng),掌握好規(guī)律,記好結(jié)論,方便做題。
隨堂練習(xí)
1.(歷下區(qū)校級(jí)期中)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時(shí)B球被松開(kāi),自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的有( )
A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等
B.兩球應(yīng)同時(shí)落地
C.B球先落地
D.實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)
【分析】本題圖源自課本中的演示實(shí)驗(yàn),通過(guò)該裝置可以判斷兩球同時(shí)落地,可以驗(yàn)證做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:根據(jù)裝置圖可知,兩球由相同高度同時(shí)運(yùn)動(dòng),A做平拋運(yùn)動(dòng),B做自由落體運(yùn)動(dòng),因此將同時(shí)落地,由于兩球同時(shí)落地,因此說(shuō)明A、B在豎直方向運(yùn)動(dòng)規(guī)律是相同的,故根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,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),不需要兩球質(zhì)量相等,要多次實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象,則應(yīng)改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn),故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題比較簡(jiǎn)單,重點(diǎn)考察了平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),平拋是高中所學(xué)的一種重要運(yùn)動(dòng)形式,要重點(diǎn)加強(qiáng).
2.(門頭溝區(qū)一模)如圖所示,為研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置,金屬小球A、B完全相同用小錘輕擊彈性金屬片,A球沿水平方向拋出,同時(shí)B球被松開(kāi),自由下落。圖中虛線1、2代表離地高度不同的兩個(gè)水平面,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩球同時(shí)經(jīng)過(guò)水平面1,且速率相同
B.兩球同時(shí)經(jīng)過(guò)水平面1,且重力做功的瞬時(shí)功率相同
C.兩球從水平面1到2的過(guò)程,B球動(dòng)量變化量比A球大
D.兩球從水平面1到2的過(guò)程,A球動(dòng)能變化量比B球大
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),結(jié)合兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,通過(guò)動(dòng)量定理以及動(dòng)能定理判斷,及重力的瞬時(shí)功率表達(dá)式P=Gv,式中v是豎直方向速度。
【解答】解:AD、A球平拋,B球自由落體,用動(dòng)能定理可知mgh=mv2,兩個(gè)小球下落高度相同,所以速度大小一樣,即速率相同,動(dòng)能變化量相等,故A正確,D錯(cuò)誤;
B、兩球豎直方向都做自由落體運(yùn)動(dòng),加速度相等,經(jīng)過(guò)面1時(shí)豎直方向的速度相等,A球重力瞬時(shí)功率等于B球重力的瞬時(shí)功率,故B錯(cuò)誤;
C、利用動(dòng)量定理可知,mgt=mv,把A球平拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解,豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng),而B(niǎo)球做自由落體運(yùn)動(dòng),所以兩球下落同一高度時(shí)間相等,可知A球動(dòng)量變化等于B球動(dòng)量變化,故C錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】考查了動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的應(yīng)用,解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,注意速度的變化與速率的變化不同,及會(huì)區(qū)分瞬時(shí)功率與平均功率的不同。
3.(玄武區(qū)校級(jí)期末)“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,取所描繪的小鋼球平拋軌跡中的一段,如圖乙所示,小方格的每格邊長(zhǎng)為1cm,由此估算出鋼球平拋的初速度大小為( )
A.0.15m/sB.0.30m/sC.0.45m/sD.0.90m/s
【分析】把平拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解,水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng),在已知軌跡上找到三個(gè)點(diǎn)A、B、C,這三個(gè)點(diǎn)水平距離相等,所以時(shí)間相等,再根據(jù)豎直方向上自由落體的規(guī)律可以求得時(shí)間,從而能求出初速度。
【解答】在圖乙中取相等的時(shí)間間隔的A、B、C點(diǎn)如圖所示,
由題知,小方格的每格邊長(zhǎng)L=1cm=0.01m
由圖知,xAB=xBC=2L=0.02m=v0T
yAB=3L=0.03m,yBC=5L=0.05m
由 yBC﹣yAB=5L﹣3L=2L=gT2
解得A、B、C點(diǎn)間相鄰的時(shí)間間隔T=s,故鋼球平拋的初速度大小為v0==m/s=m/s≈0.45m/s
故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的理解,要掌握好把平拋運(yùn)動(dòng)分解這關(guān)鍵,然后按照水平方向勻速直線和豎直方向自由落體的規(guī)律繼續(xù)分析即可。
4.(武漢模擬)如圖(a)所示是伽利略研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置,現(xiàn)收藏于伽利略博物館,其裝置可簡(jiǎn)化為如圖(b)所示。圖(b)中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道,P為最高點(diǎn),Q為最低點(diǎn),Q點(diǎn)處的切線水平,距底板高為H。先將小銅球從P處?kù)o止釋放,測(cè)出小球在底板上的落點(diǎn)到Q點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng),然后將4個(gè)圓環(huán)固定在N板上的適當(dāng)位置(相鄰兩圓環(huán)的水平距離均為),使得小銅球從P處?kù)o止釋放后可無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心,則( )
A.四個(gè)圓環(huán)離地的高度之比為16:9:4:1
B.小銅球依次經(jīng)過(guò)4個(gè)圓環(huán)時(shí)的豎直方向的速度之比為1:3:5:7
C.第1、2兩個(gè)圓環(huán)的高度差為
D.第1、3兩個(gè)圓環(huán)的高度差為
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)相鄰兩圓環(huán)的水平距離均為相等,得出平拋運(yùn)動(dòng)從拋出點(diǎn)到每個(gè)環(huán)位置所用的時(shí)間之比,得出拋出點(diǎn)到每個(gè)環(huán)的高度之比,從而求出每個(gè)環(huán)離地的高度,得出圓環(huán)離地的高度之比以及第1、2兩個(gè)環(huán)的高度差和第1、3兩個(gè)環(huán)的高度差;根據(jù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比求出小銅球經(jīng)過(guò)4個(gè)圓環(huán)時(shí)豎直方向上的速度之比。
【解答】解:A、根據(jù)題意,相鄰兩圓環(huán)的水平距離均為,則四個(gè)圓環(huán)間隔時(shí)間差相等且為總時(shí)間的,可知小銅球從Q點(diǎn)到環(huán)1、環(huán)2、環(huán)3、環(huán)4以及到達(dá)底板所用的時(shí)間之比為1:2:3:4:5,根據(jù)h=得,下降的高度之比為1:4:9:16:25,可知環(huán)1離地的高度,環(huán)2離地的高度,環(huán)3離地的高度,環(huán)4離地的高度,四個(gè)圓環(huán)離地的高度之比為24:21:16:9,故A錯(cuò)誤;
B、小球從Q點(diǎn)到環(huán)1、環(huán)2、環(huán)3、環(huán)4所用的時(shí)間之比為1:2:3:4,根據(jù)vy=gt知,小銅球經(jīng)過(guò)四個(gè)圓環(huán)的豎直方向的速度之比為1:2:3:4,故B錯(cuò)誤;
C、第1、2兩個(gè)圓環(huán)的高度差:,故C正確;
D、第1、3兩個(gè)圓環(huán)的高度差:,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解,難度不大。
綜合練習(xí)
一.選擇題(共10小題)
1.(豐臺(tái)區(qū)期中)在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中,兩質(zhì)量相等的小球A和B,用小錘打擊彈性金屬片后,A球沿水平方向拋出,同時(shí)B球被松開(kāi),自由下落。不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩球落地時(shí)的速度大小相同
B.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,兩小球動(dòng)能的變化量相同
C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)A球做功較多
D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)A小球做功的平均功率較小
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為豎直方向的運(yùn)動(dòng)和水平方向的運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。下落高度相同,下落時(shí)間相同。
【解答】解:
A、A小球做平拋運(yùn)動(dòng),B小球做自由落體運(yùn)動(dòng),故兩小球在豎直方向上運(yùn)動(dòng)情況相同,落地時(shí)豎直方向具有相同的速度。但是A小球具有水平初速度,故A小球落地時(shí)的速度為水平方向速度與豎直方向速度的合速度。因此AB兩小球落地時(shí)的速度大小不同。故A錯(cuò)誤;
BC、在兩個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只有重力在做功,且物體下落的距離相同,重力做功的大小也是相同的。根據(jù)動(dòng)能定理可得:mgh=△Ek,故動(dòng)能的變化量相同。故B正確,C錯(cuò)誤;
D、由于AB兩個(gè)小球重力做功相同,且在豎直方向上均是自由落體運(yùn)動(dòng),下落的距離相同,由可得,兩小球下落時(shí)間相同。由于功率,兩小球重力做功與運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同,故平均功率也相同。故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。掌握平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和動(dòng)能定理即可解決問(wèn)題。
2.(灤南縣校級(jí)期中)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,為測(cè)量物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,需要測(cè)量的物理量有( )
A.小球的質(zhì)量
B.小球的釋放點(diǎn)到斜槽末端的豎直高度
C.運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)到原點(diǎn)的距離
D.運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)到原點(diǎn)的水平距離和豎直距離
【分析】物體做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知初速度的決定因素,據(jù)此分析。
【解答】解:物體做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向上:x=v0t,
豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),y=,
解得平拋初速度:,
為測(cè)量物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,需要測(cè)量的物理量為運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)到原點(diǎn)的水平距離x和豎直距離y,故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,解題的關(guān)鍵是將平拋運(yùn)動(dòng)分解,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中基本規(guī)律分析求解。
3.(如皋市校級(jí)學(xué)業(yè)考試)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,下列哪些說(shuō)法是正確的( )
①使斜槽末端的切線保持水平
②每次使小球從不同的高度滾下
③鋼球與斜槽間的摩擦使實(shí)驗(yàn)的誤差增大.
A.①B.①②C.②③D.③
【分析】在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,然后在軌跡上找一些特殊點(diǎn),將這些點(diǎn)用平滑曲線相連即可得出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡圖象.
【解答】解:①、只有斜槽的末端保持水平,小球才具有水平初速度,其運(yùn)動(dòng)才是平拋運(yùn)動(dòng),故①正確;
②、每次釋放小球的位置必須相同且由靜止釋放小球,是為了使小球有相同的初速度,故②錯(cuò)誤;
③、該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是小球能否以相同的速度水平拋出,因此要求小球要從同一位置靜止釋放,至于軌道是否光滑,小球是否收到摩擦阻力,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響,故③錯(cuò)誤;
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】掌握在實(shí)驗(yàn)中如何得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡及值得注意事項(xiàng),同時(shí)學(xué)會(huì)用描點(diǎn)法獲得圖線的方法.
4.(贛榆區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,下列哪些說(shuō)法是正確的( )
①使斜槽末端的切線保持水平
②每次使小球從不同的高度滾下
③鋼球與斜槽間的摩擦使實(shí)驗(yàn)的誤差增大
④計(jì)算V0時(shí),所選擇的點(diǎn)應(yīng)離坐標(biāo)原點(diǎn)稍遠(yuǎn)些.
A.①④B.①②C.②④D.③④
【分析】在平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,小球的初速度需水平,大小需相等,最后測(cè)量時(shí)選擇的點(diǎn)需離坐標(biāo)原點(diǎn)稍遠(yuǎn)些.
【解答】解:①為了使小球做平拋運(yùn)動(dòng),斜槽的末端保持水平。故①正確。
②為了使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同,則每次小球從同一高度由靜止?jié)L下。故②錯(cuò)誤。
③鋼球和斜槽間的摩擦不影響實(shí)驗(yàn),只要保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同即可。故③錯(cuò)誤。
④計(jì)算V0時(shí),所選擇的點(diǎn)應(yīng)離坐標(biāo)原點(diǎn)稍遠(yuǎn)些,可以減小測(cè)量的誤差。故④正確。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理,實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),需進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn),才能有更深刻的了解.
5.(蕭山區(qū)校級(jí)期末)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,如果斜槽末端的切線方向不是水平的,即切線方向斜向上或斜向下,則測(cè)出初速度的結(jié)果是( )
A.切線斜向上時(shí)偏大,斜向下時(shí)偏小
B.切線斜向上時(shí)偏小,斜向下時(shí)偏大
C.切線斜向上或斜向下均偏小
D.切線斜向上或斜向下均偏大
【分析】根據(jù)豎直位移,結(jié)合小球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出測(cè)量時(shí)間的誤差,抓住水平位移和時(shí)間得出初速度的測(cè)量誤差.
【解答】解:當(dāng)斜槽末端切線方向不水平,方向斜向上,則小球向上做斜拋,根據(jù)豎直位移,結(jié)合t=知,測(cè)出的時(shí)間偏小,則測(cè)出的初速度偏大。
當(dāng)斜槽方向斜向下時(shí),則小球向下做斜拋,根據(jù)豎直位移,結(jié)合t=知,測(cè)出的時(shí)間偏大,則測(cè)出的初速度偏小。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了實(shí)驗(yàn)的誤差分析,知道實(shí)驗(yàn)測(cè)量初速度的原理,結(jié)合時(shí)間的測(cè)量誤差得出初速度的誤差,有一定的難度.
6.(安陽(yáng)校級(jí)月考)在做“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘、坐標(biāo)紙之外,下列器材中還需要的是( )
A.彈簧秤B.秒表C.重垂線D.天平
【分析】在實(shí)驗(yàn)中要畫出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,必須確保小球做的是平拋運(yùn)動(dòng).所以斜槽軌道末端一定要水平,同時(shí)斜槽軌道要在豎直面內(nèi).要畫出軌跡,必須讓小球在同一位置多次釋放,才能在坐標(biāo)紙上找到一些點(diǎn).然后將這些點(diǎn)平滑連接起來(lái),就能描繪出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡.根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理,確定實(shí)驗(yàn)的器材.
【解答】解:在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材中還需要重錘線,確保小球拋出是在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng);本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)力、時(shí)間以及質(zhì)量;故不需要彈簧秤、秒表和天平;故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了實(shí)驗(yàn)器材,掌握實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材即可正確解題;要注意體會(huì)實(shí)驗(yàn)題的分析處理方法.
7.(安陽(yáng)校級(jí)期中)在做“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因是( )
①安裝斜槽時(shí),斜槽末端切線方向不水平
②斜槽不是絕對(duì)光滑的,有一定摩擦
③確定Oy軸時(shí),沒(méi)有用重錘線
④空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響.
A.①③④B.①②④C.③④D.②④
【分析】在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng),并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡.因此要求從同一位置多次無(wú)初速度釋放,同時(shí)由運(yùn)動(dòng)軌跡找出一些特殊點(diǎn)利用平拋運(yùn)動(dòng)可看成水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)去解題,根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因.
【解答】解:①安裝斜槽時(shí),要保持斜槽末端切線水平,保證初速度水平,斜槽末端切線方向不水平,會(huì)引起實(shí)驗(yàn)的誤差,故①正確;
②為了保證小球的初速度相等,每次從斜槽的同一位置由靜止釋放小球,斜槽是否光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響,故②錯(cuò)誤;
③確定Oy軸時(shí),沒(méi)有用重錘線,會(huì)引起實(shí)驗(yàn)的誤差,故③正確;
④空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響,會(huì)引起實(shí)驗(yàn)的誤差,故④正確。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】掌握如何讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪,并培養(yǎng)學(xué)生利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律去分析與解決問(wèn)題的能力.同時(shí)強(qiáng)調(diào)測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)越長(zhǎng)誤差越小.
8.(運(yùn)城期中)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,用小錘敲擊彈性金屬片,B、A兩小球同時(shí)開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng),觀察并聽(tīng)兩小球是否同時(shí)落到水平桌面,空氣阻力不計(jì),下列說(shuō)法正確的是( )
A.該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱苏f(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱苏f(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)等效于自由落體運(yùn)動(dòng)
C.實(shí)驗(yàn)要求兩個(gè)小球質(zhì)量相同
D.打擊力度大時(shí)由于A球下落時(shí)的路程增大,兩球著地的時(shí)間差將變大
【分析】A球沿水平方向拋出做平拋運(yùn)動(dòng),同時(shí)B球被松開(kāi),自由下落做自由落體運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)每次兩球都同時(shí)落地,只能說(shuō)明平拋豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).
【解答】解:AB、本實(shí)驗(yàn)是用耳朵聽(tīng)來(lái)判斷兩球是否同時(shí)落地的,如果只聽(tīng)到一個(gè)聲音,說(shuō)明兩個(gè)小球同時(shí)落地,本實(shí)驗(yàn)將A的做平拋運(yùn)動(dòng)與豎直方向下落的B的運(yùn)動(dòng)對(duì)比,只能說(shuō)明A豎直方向運(yùn)動(dòng)情況,不能反映A水平方向的運(yùn)動(dòng)情況,每次兩球都同時(shí)落地,說(shuō)明A豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;
C、小球不論是平拋運(yùn)動(dòng),還是自由落體運(yùn)動(dòng),均與質(zhì)量大小無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤,
D、打擊力度大時(shí),導(dǎo)致A球的平拋速度增大,則A球下落時(shí)的路程增大,但兩球落地的時(shí)間仍相等,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查分析推理的能力.本實(shí)驗(yàn)采用對(duì)比的方法來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的分運(yùn)動(dòng)情況.
9.(浙江模擬)用如圖裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.用重錘線確定y軸方向
B.用目測(cè)判斷斜槽末端切線是否水平
C.每次從軌道上不同位置釋放小球
D.斜槽不是光滑的,這是實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源
【分析】在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng),并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡,實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是小球是否初速度水平,要求從同一位置多次無(wú)初速度釋放,這樣才能確保每次平拋軌跡相同.
【解答】解:A、在實(shí)驗(yàn)中用重錘線確定y軸方向,故A正確。
B、不能通過(guò)目測(cè)確定斜槽末端是否水平,正確方法是讓小球置于斜槽末端,看是否滾動(dòng),確定斜槽末端是否水平,故B錯(cuò)誤。
C、為了保證小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等,每次從斜槽同一位置由靜止釋放小球,斜槽是否光滑,不影響實(shí)驗(yàn)的誤差,故C、D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解,提高解決問(wèn)題的能力.
10.(寶雞校級(jí)月考)如圖所示的實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),用小錘去打擊彈性金屬片,A球水平飛出,同時(shí)B球被松開(kāi)做自由落體運(yùn)動(dòng),兩球同時(shí)落到地面,這個(gè)實(shí)驗(yàn)( )
A.只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)
C.能同時(shí)說(shuō)明以上兩項(xiàng)
D.不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條
【分析】A球沿水平方向拋出做平拋運(yùn)動(dòng),同時(shí)B球被松開(kāi),自由下落做自由落體運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)每次兩球都同時(shí)落地,只能說(shuō)明平拋豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).
【解答】解:在打擊金屬片時(shí),兩小球同時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)。結(jié)果同時(shí)落地,則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng),故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】題屬于簡(jiǎn)單基礎(chǔ)題目,實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單,但是很直觀的驗(yàn)證了平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
二.多選題(共20小題)
1.(綿陽(yáng)期末)用如圖所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時(shí)B球被松開(kāi),自由下落。忽略空氣阻力。在實(shí)驗(yàn)中能夠觀察到的現(xiàn)象是( )
A.A、B兩球同時(shí)落地
B.A球做曲線運(yùn)動(dòng),B球做直線運(yùn)動(dòng)
C.A球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.B球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)
【分析】用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把球A沿水平方向彈出,同時(shí)B球被松開(kāi)自由下落,觀察到兩球同時(shí)落地。改變小錘打擊力的大小,即可改變球A被彈出時(shí)的速度,兩球仍然同時(shí)落地,可知A球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與B球相同,說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:ABC、根據(jù)裝置圖,兩球由相同高度同時(shí)運(yùn)動(dòng),能夠觀察到的現(xiàn)象是A做曲線運(yùn)動(dòng),B做直線運(yùn)動(dòng),兩球同時(shí)落地;此現(xiàn)象說(shuō)明A、B在豎直方向運(yùn)動(dòng)規(guī)律是相同的,即A球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),但是不能說(shuō)明A球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),故AB正確,C錯(cuò)誤;
D、B球被松開(kāi),自由下落,即B球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),故D正確。
故選:ABD。
【點(diǎn)評(píng)】本題圖源自課本中的演示實(shí)驗(yàn),通過(guò)該裝置可以判斷兩球同時(shí)落地,可以驗(yàn)證做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。
2.(長(zhǎng)沙縣月考)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,你認(rèn)為正確的是( )
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次必須由靜止釋放小球
C.固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直
D.每次釋放小球的位置必須不同
E.將小球經(jīng)過(guò)不同高度的位置記錄在紙上,取下紙后,用直尺將點(diǎn)連成折線
【分析】保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),故A正確;
BD、因?yàn)橐嬐贿\(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,故B正確,D錯(cuò)誤;
C、固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直,故C正確;
E、實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線,故E錯(cuò)誤。
故選:ABC。
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解。
3.(海珠區(qū)期中)研究平拋運(yùn)動(dòng),下面哪些做法可以減小實(shí)驗(yàn)誤差( )
A.使用密度大、體積小的鋼球
B.使斜槽末端切線保持水平
C.讓小球每次都從同一高度由靜止開(kāi)始滾下
D.坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)為小球在斜槽末端時(shí)球心在坐標(biāo)紙上的水平投影點(diǎn)
E.應(yīng)調(diào)節(jié)木板在豎直平面內(nèi)
F.用一條平滑曲線將所記錄的合適點(diǎn)連起來(lái),個(gè)別偏離這條曲線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去
【分析】在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng),并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡,該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵是每次小球拋出的初速度要相同而且水平,因此要求從同一位置多次無(wú)初速度釋放,且木板要豎直,最后平滑連接圖象,相差較遠(yuǎn)的點(diǎn)要?jiǎng)h除。
【解答】解:A、使用密度大、體積小的鋼球可以減小做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力,故A正確;
B、實(shí)驗(yàn)中必須保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),而平拋運(yùn)動(dòng)要求有水平初速度且只受重力作用,所以斜槽軌道必須要水平,故B正確;
C、為確保有相同的水平初速度,所以要求從同一位置無(wú)初速度釋放,故C正確;
D、小球?qū)?yīng)的球心位置為平拋運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)原點(diǎn)位置,即小球在槽口末端時(shí),球心在白紙上的水平投影點(diǎn),故D正確;
E、應(yīng)調(diào)節(jié)木板在豎直平面內(nèi),不至于球碰擦木板,故E正確;
F、在畫圖時(shí),應(yīng)使用平滑的曲線擬合圖象,而不能畫成折線;還要注意應(yīng)讓各點(diǎn)均勻分布在圖線附近,個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去,故F正確。
故選:ABCDEF。
【點(diǎn)評(píng)】掌握如何讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪,明確該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律去分析與解決問(wèn)題的能力。
4.(眉山期中)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次從同一高度釋放沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,你認(rèn)為正確的選項(xiàng)是( )
A.調(diào)節(jié)斜槽末端保持水平
B.每次必須由靜止釋放小球
C.每次釋放小球的位置必須不同
D.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
E.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線
【分析】保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),故A正確;
BC、因?yàn)橐嬐贿\(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,故B正確,C錯(cuò)誤;
D、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直,小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸,以免有阻力的影響,故D正確;
E、將球經(jīng)過(guò)不同高度的位置記錄在紙上后,取下紙,平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來(lái),故E錯(cuò)誤;
故選:ABD。
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解。
5.(應(yīng)城市校級(jí)期中)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,下列操作正確的是 ( )
A.斜槽末端一定要調(diào)節(jié)水平
B.必須保持斜槽足夠光滑
C.需要使用天平測(cè)量小球的質(zhì)量
D.選擇距離原點(diǎn)近一些的點(diǎn)來(lái)測(cè)量
E.利用拴在槽口處的重垂線,作出Oy軸,Ox軸與Oy軸垂直
【分析】探究平拋運(yùn)動(dòng),必須使小球從同一位置釋放,保證平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等,斜槽的末端需水平,保證初速度沿水平方向,注意測(cè)量點(diǎn)之間的距離大一些以便減小偶然誤差,該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量小球質(zhì)量。
【解答】解:A、為使小球做平拋運(yùn)動(dòng),初速度必須水平,因此要將斜槽的末端調(diào)為水平,故A正確;
B、斜槽是否光滑,對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響,故B錯(cuò)誤;
C、該實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量小球質(zhì)量,因此不需要天平,故C錯(cuò)誤;
D、為了減小偶然誤差的影響,在實(shí)驗(yàn)中要選擇距離原點(diǎn)遠(yuǎn)一些的點(diǎn)來(lái)測(cè)量,故D錯(cuò)誤;
E、建立坐標(biāo)系時(shí),應(yīng)該在水平和豎直方向建立,因此利用拴在槽口處的重垂線,作出Oy軸,Ox軸與Oy軸垂直,故E正確。
故選:AE。
【點(diǎn)評(píng)】掌握如何讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪,并培養(yǎng)學(xué)生利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律去分析與解決問(wèn)題的能力。
6.(市中區(qū)校級(jí)期中)為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng),可做下面的實(shí)驗(yàn):如圖甲所示,用小錘打擊彈性金屬片,B球就水平飛出,同時(shí)A球被松開(kāi),做自由落體運(yùn)動(dòng),兩球同時(shí)落到地面;如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將兩個(gè)完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi),最下端水平把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放,滑道2與光滑水平板連接,則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 ( )
A.甲實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)
B.乙實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條
D.甲、乙二個(gè)實(shí)驗(yàn)均能同時(shí)說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平、豎直方向上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
【分析】在甲實(shí)驗(yàn)中,兩球始終同時(shí)落地,則豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同,在乙實(shí)驗(yàn)中,兩球相撞,知兩球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同,從而即可求解。
【解答】解:A、用小錘打擊彈性金屬片,B球就水平飛出,同時(shí)A球被松開(kāi),做自由落體運(yùn)動(dòng),兩球同時(shí)落到地面,知B球豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與A球相同,即平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),故A正確;
B、把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放,滑道2與光滑水平板連接,則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2,知1球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與2球相同,即平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B正確;
CD、由AB選項(xiàng)分析,可知,故CD錯(cuò)誤。
故選:AB。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),注意兩實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的區(qū)別。
7.(海珠區(qū)月考)關(guān)于“研究物體平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.小球與斜槽之間有摩擦?xí)龃髮?shí)驗(yàn)誤差
B.安裝斜槽時(shí)其末端切線應(yīng)水平
C.小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始釋放
D.小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些。
E.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
F.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(dòng)的起點(diǎn)和所建坐標(biāo)系的原點(diǎn)
【分析】研究平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,使每次小球從斜槽的同一位置由靜止釋放,做平拋運(yùn)動(dòng),為減小空氣阻力的影響,應(yīng)選用密度大、體積小的鋼球。
【解答】解:A、本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用描跡法,畫出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,求出初速度,小球與斜槽之間的摩擦對(duì)測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確性沒(méi)有影響,故A錯(cuò)誤;
B、為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),安裝斜槽時(shí)其末端切線必須水平,故B正確;
C、要保證小球的初速度相同,小球每次從斜槽上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置必須相同,故C正確;
D、小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度不能太低,故D錯(cuò)誤;
E、根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知其運(yùn)動(dòng)軌跡在豎直平面內(nèi),因此在實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)使用重垂線調(diào)整面板在豎直平面內(nèi),即要求木板平面與小球下落的豎直平面平行,故E正確;
F、在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)在球的球心處,即在O點(diǎn)上方r處,故F錯(cuò)誤;
故選:BCE。
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),應(yīng)知道實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),即可正確解題。注意如何讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪,明確該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律去分析與解決問(wèn)題的能力。
8.(茅箭區(qū)校級(jí)月考)小明同學(xué)在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,為了描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置(圖1),讓小球多次從斜槽上滾下,重復(fù)描點(diǎn),實(shí)驗(yàn)后在白紙上連點(diǎn)成線可得到軌跡圖(圖2)。以下操作和說(shuō)法中正確的是( )
A.為了保證小球在空中做平拋運(yùn)動(dòng),安裝斜槽時(shí),其末端切線必須水平
B.小球與斜槽之間不可避免有摩擦,會(huì)使得該實(shí)驗(yàn)的誤差很大
C.若不從平拋起點(diǎn)開(kāi)始研究,通過(guò)相同的水平位移,所用時(shí)間也相同
D.實(shí)驗(yàn)中,小球每次都應(yīng)該從斜槽上同一位置無(wú)初速度釋放
【分析】在實(shí)驗(yàn)中讓小球在固定斜槽滾下后,做平拋運(yùn)動(dòng),記錄下平拋后運(yùn)動(dòng)軌跡。然后在運(yùn)動(dòng)軌跡上標(biāo)出特殊點(diǎn),對(duì)此進(jìn)行處理,由于是同一個(gè)軌跡,因此要求拋出的小球初速度是相同的,所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)必須確保拋出速度方向是水平的,同時(shí)固定的斜槽要在豎直面。
【解答】解:A、研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)很關(guān)鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出,只有水平飛出時(shí)小球才做平拋運(yùn)動(dòng),則安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),斜槽末端切線必須水平的目的是為了保證小球飛出時(shí)初速度水平,故A正確;
B、依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,要畫出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,則小球與斜槽之間不可避免有摩擦,但不會(huì)使得該實(shí)驗(yàn)的誤差很大,故B錯(cuò)誤;
C、若不從平拋起點(diǎn)開(kāi)始研究,通過(guò)相同的水平位移,因水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么所用時(shí)間也相同,故C正確;
D、為了保證每次平拋的初速度和軌跡相同,所以要求小球每次從同一位置無(wú)初速度釋放,故D正確。
故選:ACD。
【點(diǎn)評(píng)】考查“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的原理,知道實(shí)驗(yàn)操作與注意事項(xiàng),理解末端切線必須水平的原因,注意小球軌跡通過(guò)描點(diǎn)來(lái)畫出,而描點(diǎn)必然產(chǎn)生誤差,所以注意如何減小誤差是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。
9.(深州市校級(jí)月考)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,正確的是( )
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次釋放小球的位置必須不同
C.每次必須由靜止釋放小球
D.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線
【分析】要小球做平拋運(yùn)動(dòng),小球的初速度必需沿水平方向;要每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同,所以每次由靜止釋放小球的位置必須相同。平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線,將球的位置記錄在紙上后,要用平滑的曲線將這些點(diǎn)連接。
【解答】解:A、要小球做平拋運(yùn)動(dòng),小球的初速度必需沿水平方向,故必需使斜槽的末端保持水平,故A正確;
B、由于一次只能確定小球的一個(gè)位置,故要多次釋放小球才行,而每次小球的軌跡必需相同,即每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度要相同,所以每次釋放小球的位置必須相同,故B錯(cuò)誤;
C、只有每次小球都由靜止釋放,才能保證小球每次都以相同的初速度做平拋運(yùn)動(dòng),故C正確;
D、將球的位置記錄在紙上后,取下紙并用平滑的曲線將這些點(diǎn)連接,所以平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線,故D錯(cuò)誤;
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】掌握了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。就可順利解決此類題目。
10.(瀘西縣校級(jí)期末)某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖實(shí)所示的物體運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已經(jīng)標(biāo)出,則(g取得10m/s2)( )
A.從a到b的時(shí)間小于從b到c的時(shí)間
B.物體平拋的初始位置在O點(diǎn)
C.物體平拋的初速度大小為2m/s
D.物體到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度大小為2.5m/s
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)豎直方向上△y=gT2,求出時(shí)間間隔,再根據(jù)水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)求出初速度;求出b點(diǎn)在豎直方向上的速度,即可求出b點(diǎn)速度。
【解答】解:A、平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),從圖中看出從a到b的水平位移等于從b到c的水平位移,所以從a到b的時(shí)間和從b到c的時(shí)間相等,故A錯(cuò)誤;
B、在豎直方向上△y=gT2,則有:T==s=0.1s,若a點(diǎn)為平拋的初始位置,則ab的豎直位移為:h=gT2=m=0.05m=5cm,而圖象中ab的豎直距離為10cm,因此平拋的初始位置不在O點(diǎn),故B錯(cuò)誤;
C、小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為:v0==m/s=2m/s,故C正確;
D、b點(diǎn)在豎直方向上的分速度是:vby==m/s=1.5m/s,
小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度為:v== m/s=2.5m/s,故D正確。
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)不要只是從理論上理解,一定動(dòng)手實(shí)驗(yàn)才能體會(huì)每步操作的具體含義,對(duì)于該實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是理解水平和豎直方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題。
11.(上月考)在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí),可以選用如圖所示的兩種裝置圖。則下列說(shuō)法正確的是( )
A.選用圖1裝置研究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)聽(tīng)聲音,判斷小球是否同時(shí)落地
B.選用圖2裝置并要獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。每次不一定從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球
C.選用圖2裝置并要獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)中不用調(diào)整斜槽末端的切線水平
D.除上述裝置外,還可以用數(shù)碼照相機(jī)采用頻閃照片的方法來(lái)獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)時(shí),要注意保證初速度處于水平方向,根據(jù)研究平拋運(yùn)動(dòng)的原理出發(fā)分析研究方法是否合理。
【解答】解:A、小球下落的速度很快,運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短,用眼睛看很難準(zhǔn)確判斷出小球落地的先后順序,應(yīng)聽(tīng)聲音,故A正確;
B、只有每次從同位置由靜止釋放鋼球,鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度才相同,故B錯(cuò)誤;
C、為保證小球空中運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平,故C錯(cuò)誤;
D、獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片就等同于做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)在方格紙上描點(diǎn)的方法,同樣可以獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,故D正確。
故選:AD。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的原理,以及掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法,知道實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),理解斜槽末端的切線水平的原因。
12.(鄒城市校級(jí)月考)在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出一些操作要求,其中正確的是( )
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次釋放小球的位置必須相同
C.每次釋放小球必須有初速度
D.記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格的等距離下降
E.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
F.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線
【分析】保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線;
【解答】解:A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)。故A正確。
B、因?yàn)橐嬐贿\(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,故B正確;
C、釋放小球時(shí),不需要有初速度,故C錯(cuò)誤;
D、因平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間里,位移越來(lái)越大,因此木條(或凹槽)下降的距離不應(yīng)是等距的,故D錯(cuò)誤。
E、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸,否則會(huì)到阻力,變成不是平拋運(yùn)動(dòng),故E正確;
F、將球經(jīng)過(guò)不同高度的位置記錄在紙上后,取下紙,平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來(lái),故F錯(cuò)誤;
故選:ABE。
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解;
13.(宜豐縣校級(jí)月考)在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出一些操作要求,正確的選項(xiàng)是( )
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次釋放小球的位置必須不同
C.每次必須由靜止釋放小球
D.記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必須嚴(yán)格地等距離下降
E.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
F.將球的位置記錄在紙上后,取下紙用直尺將點(diǎn)連成折線
G.斜槽要保證盡量光滑,減小誤差
【分析】保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),故A正確;
B、因?yàn)橐嬐贿\(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,故B錯(cuò)誤,C正確;
D、因平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間里,位移越來(lái)越大,因此木條(或凹槽)下降的距離不應(yīng)是等距的,故D錯(cuò)誤;
E、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸,否則會(huì)到阻力,變成不是平拋運(yùn)動(dòng),故E正確;
F、將球經(jīng)過(guò)不同高度的位置記錄在紙上后,取下紙,平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來(lái),故F錯(cuò)誤;
G、只要保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)就行,斜槽光滑不光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響,故G錯(cuò)誤;
故選:ACE。
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解。
14.(民樂(lè)縣校級(jí)月考)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上( )
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次必須由靜止釋放小球
C.每次釋放小球的位置必須不同
D.用鉛筆記錄小球位置時(shí),每次必須嚴(yán)格地等距離下降
E.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線
F.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相觸
【分析】保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:A、過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),故A正確;
BC、為要畫同一運(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,故B正確,C錯(cuò)誤;
D、平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間里,位移越來(lái)越大,因此木條(或凹槽)下降的距離不應(yīng)是等距的,故D錯(cuò)誤;
E、球經(jīng)過(guò)不同高度的位置記錄在紙上后,取下紙,平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來(lái),故E錯(cuò)誤;
F、平拋運(yùn)動(dòng)的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直,小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸,以免有阻力的影響,故F正確;
故選:ABF。
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解。
15.(思明區(qū)期中)為了研究平拋運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時(shí)B球被松開(kāi)下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的有( )
A.兩球的質(zhì)量必須要相等
B.如果兩球同時(shí)落地,則可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)
C.控制小錘打擊力度來(lái)改變平拋初速度,多次實(shí)驗(yàn),可以驗(yàn)證分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性
D.該實(shí)驗(yàn)也能研究平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟,結(jié)合兩球相遇得出平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
【解答】解:ABD、小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時(shí)B 球被松開(kāi)自由下落,兩球同時(shí)落地,與各自的質(zhì)量大小無(wú)關(guān),可知平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),不能得出水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)改變裝置的高度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),故B正確,AD錯(cuò)誤;
C、控制小錘打擊力度來(lái)改變平拋初速度,多次實(shí)驗(yàn),可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),從而體現(xiàn)分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,故C正確。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng),知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
16.(船山區(qū)校級(jí)期中)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí):下列措施中能減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施為 ( )(選填序號(hào))
A.斜槽軌道末端切線必須水平
B.斜槽軌道必須光滑
C.每次要平衡摩擦力
D.小球每次應(yīng)從斜槽同一位置靜止釋放
【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和操作中的注意事項(xiàng)確定減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施,從而即可求解。
【解答】解:A、為了保證小球初速度水平,斜槽末端切線必須水平,故A正確。
BD、斜槽的軌道不一定需要光滑,只要讓小球每次從斜槽的同一位置由靜止釋放即可,故B錯(cuò)誤,D正確。
C、實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力,故C錯(cuò)誤。
故選:AD。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng),知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解。
17.(婁底期中)某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),以下說(shuō)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同一位置由靜止釋放
C.實(shí)驗(yàn)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(dòng)要靠近但不接觸木板
【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟,從而即可求解。
【解答】解:A、小球釋放的初始位置不能太高,因?yàn)樵礁?,初速度越大,平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡將不在白紙的范圍內(nèi),故A錯(cuò)誤;
B、為了保證小球的初速度相等,每次從斜槽同一位置由靜止釋放小球,故B正確;
C、實(shí)驗(yàn)前要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直,故C正確;
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)小球的平拋運(yùn)動(dòng)要靠近但不接觸木板,防止摩擦改變小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,故D正確;
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng),知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解。
18.(周口月考)右圖所示是某種“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置。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。該結(jié)果表明( )
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.兩小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度相等
【分析】a球做平拋運(yùn)動(dòng),b球做自由落體運(yùn)動(dòng),兩球同時(shí)落地,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,可知a球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)。
【解答】解: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,知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,a球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)與b小球的運(yùn)動(dòng)相同,故AD錯(cuò)誤,BC正確。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握平拋運(yùn)動(dòng)水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解。
19.(海淀區(qū)校級(jí)期末)“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖所示,讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上( )
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放
C.每次釋放小球的初始位置可以任意選擇
D.用記錄小球位置時(shí),接球擋板每次必須嚴(yán)格地等距離上升
E.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,描繪的點(diǎn)可以用折線連接
【分析】保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),故A正確;
BC、因?yàn)橐嬐贿\(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,故B正確,C錯(cuò)誤;
D、記錄小球經(jīng)過(guò)不同高度的位置時(shí)從而描繪軌跡,每次不必嚴(yán)格地等距離上升,故D錯(cuò)誤;
E、將球的位置記錄在紙上后,取下紙,軌跡為拋物線,則要用平滑曲線連接各點(diǎn),故E錯(cuò)誤。
故選:AB。
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解。
20.(諸暨市校級(jí)月考)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí),可以選用下圖所示的各種裝置圖,以下操作或說(shuō)法合理的是( )
A.裝置甲只能研究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng),小球的離地高度可以改變,而打擊的力度不能改變
B.裝置乙中要獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球
C.裝置丙中要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,豎直管上端A須低于瓶中的液面
D.除上述三種裝置或方法外,還可以用頻閃相機(jī)拍攝平拋物體來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)時(shí),要注意保證初速度處于水平方向,根據(jù)研究平拋運(yùn)動(dòng)的原理出發(fā)分析研究方法是否合理。
【解答】解:A、選用裝置圖甲研究平拋物體豎直分運(yùn)動(dòng),小球的離地高度可以改變,通過(guò)聽(tīng)聲音的方法判斷小球是否同時(shí)落地,而與每次打擊的力度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;
B、選用裝置圖乙要獲得鋼球的平拋軌跡,每次一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球,這樣才能保證初速度相同,故B正確;
C、豎直管內(nèi)與大氣相通,為外界大氣壓強(qiáng),豎直管在水面下保證豎直管上出口處的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng),因而另一出水管的上端口處壓強(qiáng)與豎直管上出口處的壓強(qiáng)有恒定的壓強(qiáng)差,保證另一出水管出水壓強(qiáng)恒定,從而水速度恒定,如果豎直管上出口在水面上,則水面上為恒定大氣壓強(qiáng),因而隨水面下降,出水管上口壓強(qiáng)降低,出水速度減小,故C正確;
D、可以用頻閃相機(jī)拍攝平拋物體來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,故D正確。
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的原理,以及掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法,注意該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是確保小球能夠水平拋出,且平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等。
三.填空題(共15小題)
1.(思明區(qū)校級(jí)模擬)某同學(xué)用如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置研究平拋運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用頻閃照相法來(lái)獲取小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)不同時(shí)刻的位置。某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得小球連續(xù)三個(gè)時(shí)刻的位置如圖乙所示,若頻閃照相機(jī)的頻率為f=10Hz,用刻度尺測(cè)得照片上y1=2.52cmy2=3.48cm,照片上物體影像的大小與物體的實(shí)際大小的比值為k=0.1,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭= (用字母表示)= 9.60 m/s2(計(jì)算結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位);
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),在豎直方向上,在連續(xù)兩次曝光的時(shí)間內(nèi),豎直位移的差是一個(gè)定值,即△y=gT2,據(jù)此求得力加速度。
【解答】解:小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有:(y2﹣y1)=gT2
而T=
聯(lián)立解得:g=
代入數(shù)據(jù)解得:g=9.60m/s2
故答案為:、9.60
【點(diǎn)評(píng)】考查實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng),知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解,這里容易出錯(cuò)的是出現(xiàn)了比例尺,要用實(shí)際的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。
2.(石城縣校級(jí)月考)(1)在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡和求物體的平拋初速度。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下:
A.讓小球多次從同一位置上滾下,記下小球穿過(guò)卡片孔的一系列位置;
B.安裝好器材,注意斜槽末端水平和平板豎直,記下斜槽末端O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)的豎直線,檢測(cè)斜槽末端水平的方法是 將小球放在水平槽中,若能靜止則可認(rèn)為水平 。
C.測(cè)出曲線上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y,用v0= x 算出該小球的平拋初速度,實(shí)驗(yàn)需要對(duì)多個(gè)點(diǎn)求v0的值,然后求它們的平均值。
D.取下白紙,以O(shè)為原點(diǎn),以豎直線為軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫平拋軌跡。
上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是 BADC (只排列序號(hào)即可)。
(2)如圖所示,在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng)l=1.25cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0= 2 (用l、g表示),其值是 0.7m/s (取g=9.8m/s2),小球在b點(diǎn)的速率是 0.872m/s 。
【分析】(1)為了使小球的平拋運(yùn)動(dòng)初速度相等,讓小球多次從斜槽的同一位置滾下,檢驗(yàn)斜槽末端是否水平的方法是將小球放在水平槽中,若能靜止則可認(rèn)為水平。
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出初速度的大小。
(2)根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔,結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度。根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出b點(diǎn)的豎直分速度,結(jié)合平行四邊形定則求出b點(diǎn)的速率。
【解答】解:(1)為了使小球的平拋運(yùn)動(dòng)初速度相等,讓小球多次從斜槽的同一位置滾下。
檢測(cè)斜槽末端水平的方法是:將小球放在水平槽中,若能靜止則可認(rèn)為水平。
根據(jù)y=gt2得,t=,則初速度v0==x。
按照安裝器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理的步驟順序,上述實(shí)驗(yàn)步驟合理的順序?yàn)锽ADC。
(2)在豎直方向上,根據(jù)△y=L=gT2得,T==s=0.036s,
則初速度v0==2。
代入數(shù)據(jù)解得v0=2 m/s=0.7m/s。
b點(diǎn)豎直分速度vyb==m/s=0.52m/s,
則b點(diǎn)的速率vb===0.875m/s。
故答案為:(1)將小球放在水平槽中若能靜止則可認(rèn)為水平,x,BADC,
(2)2,0.7m/s,0.872m/s。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,抓住等時(shí)性,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解。
3.(大竹縣校級(jí)期中)三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件,進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn):
(1)甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置.用小錘擊打彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向彈出,同時(shí)B球被松開(kāi)自由下落,觀察到兩球同時(shí)落地,改變小錘打擊的力度,即改變A球被彈出時(shí)的速度,兩球仍然同時(shí)落地,這說(shuō)明 平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng) .
(2)乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置.兩個(gè)相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q,其中N的末端可看作與光滑的水平板相切,兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等.現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出.實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象是 P球擊中Q球 .僅僅改變弧形軌道M的高度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說(shuō)明 平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) .
(3)丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片,圖中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.45cm,則由圖可求得拍攝時(shí)每 5×10﹣2 s曝光一次,該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為 0.98 m/s.(g取9.8m/s2)
【分析】(1)根據(jù)A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球的運(yùn)動(dòng)相同得出平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).
(2)根據(jù)P球水平方向上的分運(yùn)動(dòng)與Q球相同,得出平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng).
(3)根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔,結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度.
【解答】解:(1)金屬片把A球沿水品方向彈出,同時(shí)B球被松開(kāi)自由下落,兩球同時(shí)落地,改變A球被彈出時(shí)的速度,兩球仍然同時(shí)落地,知A球豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與B球相同,即平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).
(2)兩小球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出.實(shí)驗(yàn)可觀察到兩球?qū)⑾嗯?,知P球水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與Q球相同,即平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(3)在豎直方向上,根據(jù)△y=L=gT2得,T==s=0.05s,
平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0==m/s=0.98m/s.
故答案為:(1)平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng);
(2)P球擊中Q球,平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng);
(3)5×10﹣2,0.98.
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,抓住等時(shí)性進(jìn)行求解.
4.(山東模擬)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)行了改變,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.
(1)觀察改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置可以發(fā)現(xiàn),斜槽末端都接有一小段水平槽,這樣做的目的是 保證小球水平拋出 .
(2)(多選題)根據(jù)部分小球位置示意圖,下列說(shuō)法正確的是 ABD
(A)閃光間隔為0.1s
(B)A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)(0,0)
(C)B球拋出點(diǎn)坐標(biāo)(0.95,0.50)
(D)兩小球是從斜槽的相同位置被靜止釋放的
(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 0.15 s.
【分析】(1)斜槽末端都接有一小段水平槽,是為了保證小球水平拋出,做平拋運(yùn)動(dòng).
(2)A、平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)△y=gT2求出閃光的間隔.
BC、求出小球在某一位置豎直方向上的分速度,從而求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,根據(jù)h=,x=v0t求出拋出點(diǎn)的坐標(biāo).
D、根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度是否相等,來(lái)判斷是否從相同的位置被靜止釋放.
(3)求出小球碰撞時(shí)所運(yùn)行的時(shí)間,從而得出兩球釋放的時(shí)間差.
【解答】解:(1)斜槽末端都接有一小段水平槽,是為了保證小球水平拋出,做平拋運(yùn)動(dòng).
故答案為:保證小球水平拋出.
(2)A、根據(jù)△y=gT2得,.故A正確.
B、橫坐標(biāo)為0.15m的小球在豎直方向上的分速度.則運(yùn)行的時(shí)間.所以A球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,0).故B正確.
C、橫坐標(biāo)為0.80m的小球在豎直方向上的分速度.則運(yùn)行的時(shí)間.水平分速度.則此時(shí)B球的水平位移x=v0t=1.5×0.15m=0.225m,豎直位移.所以B球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為:(1.025,0.4875).故C錯(cuò)誤.
D、兩球在水平方向上相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移相等,則初速度相等,是從斜槽的相同位置被靜止釋放的.故D正確.
故選ABD.
(3)小球B運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為0.80m時(shí)的時(shí)間為0.15s,則小球B運(yùn)動(dòng)到C處的時(shí)間為0.25s,小球A運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為0.15m的時(shí)間為0.1s,則小球A運(yùn)動(dòng)到C處的時(shí)間為0.4s,則△t=0.4﹣0.25s=0.15s.
故答案為:0.15.
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).以及掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量;在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.
5.(靜海區(qū)校級(jí)期末)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,利用如圖1的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)在此實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是 BCD 。
A.斜槽軌道必須光滑 B.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
C.用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái) D.y軸的方向根據(jù)重錘線確定
(2)如圖2是利用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 C 。
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
【分析】(1)研究平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,使每次小球從斜槽的同一位置由靜止釋放,做平拋運(yùn)動(dòng),小球與斜槽之間的摩擦對(duì)測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確性沒(méi)有影響,豎直方向要求必須在豎直線上;
(2)通過(guò)照片運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)對(duì)比分析即可。
【解答】解:(1)A、要保證小球的初速度相同,小球每次從斜槽上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置必須相同,斜槽軌道不一定要光滑,故A錯(cuò)誤;
B、在實(shí)驗(yàn)中設(shè)法描出鋼球軌跡上的多個(gè)點(diǎn),記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些,故B正確;
C、在實(shí)驗(yàn)中設(shè)法描出鋼球軌跡上的多個(gè)點(diǎn),然后用光滑的曲線連接就可以得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,不能用折線,故C正確;
D、本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用描跡法,畫出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,由于豎直方向要求必須在豎直線上,所以y軸的方向根據(jù)重錘線確定,故D正確。
故選:BCD
(2)AB、由圖可知,該小球的初速度方向偏上,與小球的初速度的大小無(wú)關(guān),與釋放小球的位置也無(wú)關(guān),故AB錯(cuò)誤;
C、由圖可知,該小球的初速度方向偏上,即小球的初速度的方向不是沿水平方向,則可知是斜槽末端切線不水平。故C正確;
故選:C
故答案為:(1)BCD;(2)C
【點(diǎn)評(píng)】熟練掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,利用其規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題,同時(shí)要加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn),深刻理解該實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。
6.(高臺(tái)縣校級(jí)月考)(1)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:
A.讓小球多次從 斜槽上的相同 位置滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。
B.按圖安裝好器材,注意 斜槽末端切線水平,方木板豎直且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在豎直面平行 ,記下平拋初位置O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,用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上。
(2)利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,建立坐標(biāo)系,測(cè)出軌跡曲線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y,根據(jù)公式:x= v0t 和y= ,就可求得v0=x,即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。
【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟。根據(jù)豎直位移,結(jié)合位移時(shí)間公式求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,結(jié)合初速度和時(shí)間求出初速度。
【解答】解:A、為了保證小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等,讓小球多次從斜槽的相同位置由靜止?jié)L下。
B、為了保證小球離開(kāi)斜槽的速度水平,斜槽末端需切線水平,以及方木板豎直且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在豎直面平行。
(2)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),x=v0t,
豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),y=。
故答案為:(1)A.斜槽上的相同 B.斜槽末端切線水平,方木板豎直且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在豎直面平行
(2)v0t,。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng),知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),基礎(chǔ)題。
7.(東坡區(qū)校級(jí)期中)在“研究小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中,斜槽末端切線必須是水平的,這樣做的目的是
A.保證小球飛出時(shí),速度既不太大,也不太小
B.保證小球飛出時(shí),初速度水平
C.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等
D.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線
(2)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大的原因可能是
①安裝斜槽時(shí),斜槽末端切線方向不水平 ②確定y軸時(shí),沒(méi)有用重垂線
③斜槽不是絕對(duì)光滑的,有一定摩擦 ④空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響
A.①③B.①②④C.③④D.②④
(3)該同學(xué)采用頻閃照相機(jī)拍攝到如圖所示的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片,圖中背景方格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=5cm,A.B.C是攝下的三個(gè)小球位置,如果取g=10m/s2,那么:
A.照相機(jī)拍攝時(shí)每 0.1 s曝光一次;
B.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度的大小為 1.5 m/s.
C.B點(diǎn)的速率為 2.5 m/s.
【分析】(1)在實(shí)驗(yàn)中讓小球在固定斜槽滾下后,做平拋運(yùn)動(dòng),記錄下平拋后運(yùn)動(dòng)軌跡.然后在運(yùn)動(dòng)軌跡上標(biāo)出特殊點(diǎn),對(duì)此進(jìn)行處理,由于是同一個(gè)軌跡,因此要求拋出的小球初速度是相同的,所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)必須確保拋出速度方向是水平的,同時(shí)固定的斜槽要在豎直面.
(2)在做平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是小球每次能否以相同的水平速度做平拋運(yùn)動(dòng),在具體操作中,無(wú)論是影響水平方向的運(yùn)動(dòng),還是影響豎直方向上的運(yùn)動(dòng),都會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差.
(3)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng);解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差等于常數(shù)解出閃光周期,然后進(jìn)一步根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、推論求解.
平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng),對(duì)于豎直方向根據(jù)△y=gT2求出時(shí)間單位T.對(duì)于水平方向由公式v0= 求出初速度.
【解答】解:(1)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)很關(guān)鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出,只有水平飛出時(shí)小球才做平拋運(yùn)動(dòng),故ACD錯(cuò)誤,B正確.
(2)①當(dāng)斜槽末端切線沒(méi)有調(diào)整水平時(shí),小球脫離槽口后并非做平拋運(yùn)動(dòng),但在實(shí)驗(yàn)中,仍按平拋運(yùn)動(dòng)分析處理數(shù)據(jù),會(huì)造成較大誤差,故斜槽末端切線不水平會(huì)造成誤差;
②確定Oy軸時(shí),沒(méi)有用重錘線,就不能調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平,和①類似,所以②會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差;
③只要讓它從同一高度、無(wú)初速開(kāi)始運(yùn)動(dòng),在相同的情形下,即使球與槽之間存在摩擦力,仍能保證球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同,因此,斜槽軌道不必要光滑,所以③不會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差.
④空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響時(shí),物體做的就不是平拋運(yùn)動(dòng)了,平拋的規(guī)律就不能用了,所以④會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差.
綜上所述會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差的有①②④,故ACD錯(cuò)誤,B正確.
(3)在豎直方向上有:△h=5L﹣3L=gT2,
解得:T===0.1s
水平方向:3L=v0t,
故v0==
代入數(shù)據(jù),解得v0=1.5m/s.
依據(jù)中時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,則有:vby===2m/s
那么B點(diǎn)的速率為vB==2.5m/s;
故答案為:(1)B;
(2)B;
(3)A、0.1;B、1.5;C、2.5.
【點(diǎn)評(píng)】(1、3)在實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵,因此實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵是斜槽末端槽口的切線保持水平及固定后的斜槽要豎直.對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解題.
(2)研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,在實(shí)驗(yàn)時(shí)就要保證物體做的是平拋運(yùn)動(dòng),特別是初速度,由于需要多次的運(yùn)動(dòng),還要保證每次的平拋初速度在水平方向且相同,所有對(duì)實(shí)驗(yàn)各個(gè)方面的要求都要做到.
8.(東坡區(qū)校級(jí)月考)圖為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分。圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為2.5cm,如果取重力加速度g=10米/秒2:
(1)照片的閃光頻率為 10 Hz。
(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度的大小為 0.75 m/s
(3)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為 1 m/s。
【分析】正確應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律:水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng);解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差等于常數(shù)解出閃光周期,然后進(jìn)一步根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、推論求解。
【解答】解:(1)在豎直方向上有:△h=gT2,其中△h=(6﹣2)×0.025m=0.1m,代入求得:T=0.1s,
因此閃光頻率為:
(2)小球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),故有:
x=v0t,其中x=3L=7.5cm
所以v0=0.75m/s
(3)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為
故答案為:(1)10;(2)0.75;(3)1
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解題。
9.(南陽(yáng)期末)某物理興趣小組在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí),將小球做平拋運(yùn)動(dòng),用頻閃照相機(jī)對(duì)準(zhǔn)方格背景照相,拍攝到了如圖所示的照片,已知每個(gè)小方格邊長(zhǎng)10cm.
(1)若以拍攝的第一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右和豎直向下為正方向,則沒(méi)有被拍攝到的小球位置坐標(biāo)為 60cm 、 60cm .
(2)小球平拋的初速度大小為 2m/s .
【分析】(1)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),故相同時(shí)間內(nèi)水平方向的距離相等,豎直方向位移差為以定值;
(2)由△h=gt2,求得閃光周期,由v0=求得初速度;
【解答】解:(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),水平方向的坐標(biāo)為:3×2×10cm=60cm;
豎直方向:y=(1+2+3)×10cm=60cm;
故沒(méi)有被拍攝到的小球位置坐標(biāo)為:(60cm,60cm);
(2)由△h=gt2,得:t=
v=
代入數(shù)據(jù)得:v=2m/s
故答案為:(1)60cm、60cm; (2)2m/s.
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),以及知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.
10.(高昌區(qū)期末)如圖1所示,在用斜槽軌道做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.
(1)為了能較準(zhǔn)確地描出運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,正確的是 ACD
A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B、每次釋放小球的位置可以不同
C、每次必須由靜止釋放小球
D、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
(2)圖2中A、B、C、D為某同學(xué)描繪的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上的幾個(gè)點(diǎn),已知方格邊長(zhǎng)為L(zhǎng).則小球的初速度v0= ;B點(diǎn)的速度大小vb= .(重力加速度為g)
【分析】(1)保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線.
(2)在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng),并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡,因此要求從同一位置多次無(wú)初速度釋放.同時(shí)由運(yùn)動(dòng)軌跡找出一些特殊點(diǎn)利用平拋運(yùn)動(dòng)可看成水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)去解題.
【解答】解:(1)A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),故A正確;
B、因?yàn)橐嬐贿\(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,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)對(duì)B選項(xiàng)的論述可知,C正確;
D、若小球運(yùn)動(dòng)時(shí)與木板上的白紙接觸,將會(huì)使其軌跡改變,導(dǎo)致所描述平拋軌跡不準(zhǔn)確,故D正確.
故選ACD.
(2)A、B、C、D是平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上的點(diǎn),平拋運(yùn)動(dòng)可看成豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)與水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)
由水平位移可知:四個(gè)點(diǎn)時(shí)間間隔相等.
豎直方向:自由落體運(yùn)動(dòng),因時(shí)間相等,由△h=gt2可得:t=
水平方向:勻速運(yùn)動(dòng),則v0=
根據(jù)題意在豎直方向:B點(diǎn)是A、C兩點(diǎn)的中間時(shí)刻,所以B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度
則B點(diǎn)的豎直方向速度:vy=
所以B點(diǎn)的速度為:vB==
故答案為:(1)ACD
(2),
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解,提高解決問(wèn)題的能力;同時(shí)熟練應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)解答有關(guān)問(wèn)題.
11.(蕪湖期中)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”,通過(guò)描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。
(1)以下實(shí)驗(yàn)過(guò)程的一些做法,其中合理的有 AC 。
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,如圖丙所示的y﹣x2圖象能說(shuō)明平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是 C 。
(3)某同學(xué)在做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖乙所示的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出則:
①小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為 2 m/s(g取10m/s2)
②小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)為:x= ﹣10 cm,y= ﹣1.25 cm。
【分析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟。
(2)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出y與x2的關(guān)系式,從而確定正確的圖線。
(3)根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔,結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度。
根據(jù)豎直方向上某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出b點(diǎn)的豎直分速度,結(jié)合速度時(shí)間公式求出拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的時(shí)間,從而得出拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的水平位移和豎直位移,確定出拋出點(diǎn)的坐標(biāo)。
【解答】解:(1)A、為了保證小球初速度水平,安裝斜槽軌道時(shí)使其末端保持水平,故A正確。
B、為了保證小球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等,讓小球每次從斜槽的同一位置由靜止釋放,故B錯(cuò)誤,C正確。
D、為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡描繪的點(diǎn)用平滑曲線連接,故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
(2)根據(jù),x=v0t得,y=,可知y﹣x2圖象是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,故選:C。
(3)①根據(jù)△y=gT2得,T=
則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。
②b點(diǎn)的豎直分速度
則拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的時(shí)間,
拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的水平位移xb=v0t=2×0.15m=0.3m=30cm
拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=20﹣30cm=﹣10cm
拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的縱坐標(biāo)m=0.1125m=11.25cm
拋出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y=10﹣11.25cm=﹣1.25cm。
故答案為:(1)AC,(2)C,(3)①2,②﹣10,﹣1.25。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng),知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解。
12.(上饒?jiān)驴迹?)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡:
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持 水平 ;
B.每次釋放小球的位置必須 相同 (選填“相同”或“不同”);
C.每次必須由 靜止 (選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)釋放小球;
D.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸;
E.將小球的位置記錄在白紙上后,取下白紙,將點(diǎn)連成 光滑曲線 (選填“折線”“直線”或“光滑曲線”)。
(2)為探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,小明利用了頻閃照相法,如圖所示,背景方格紙的小方格邊長(zhǎng)L為2.5cm,A、B、C、D是實(shí)驗(yàn)中獲得的同一小球在某段時(shí)間內(nèi)先后經(jīng)過(guò)的四個(gè)連續(xù)的點(diǎn),g=10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是 C
A.小球在A點(diǎn)時(shí),速度沿水平方向
B.小球經(jīng)過(guò)相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s
C.小球水平拋出的初速度為1.5m/s
D.小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)其豎直分速度大小為1.5m/s
【分析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定正確的操作方法。
(2)根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔,結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度,根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的豎直分速度,結(jié)合速度時(shí)間公式求出A點(diǎn)的豎直分速度,確定A點(diǎn)的速度方向。
【解答】解:(1)A、為了保證小球的初速度水平,斜槽末端需調(diào)節(jié)水平。
BC、為了保證小球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等,讓小球每次從斜槽的同一位置由靜止釋放,即釋放位置相同。
E、將小球的位置記錄在白紙上后,取下白紙,將點(diǎn)連成光滑曲線。
(2)在豎直方向上,根據(jù)△y=L=gT2得,T=,平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,
B點(diǎn)的豎直分速度,A點(diǎn)的豎直分速度vyA=vyB﹣gT=0.75﹣10×0.05m/s=0.25m/s,可知A點(diǎn)的速度方向不沿水平方向,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
故答案為:(1)水平,相同,靜止,光滑曲線,(2)C。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng),知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解。
13.(洮南市校級(jí)期中)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,我們把平拋運(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) 。物體以初速度V0水平拋出t時(shí)間后,物體的豎直位移為 gt2 。
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定,初速度和時(shí)間共同決定水平位移。
【解答】解:平拋運(yùn)動(dòng)水平方向沒(méi)有外力,豎直方向受一重力作用,可以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),
由位移公式,則有豎直方向位移為:h=gt2。
故答案為:勻速直線運(yùn)動(dòng),自由落體運(yùn)動(dòng),gt2。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,知道平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定,與初速度無(wú)關(guān)。
14.(凌源市月考)(1)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材還需要的是 CF .
A.游標(biāo)卡尺 B.秒表 C.坐標(biāo)紙 D.天平 E.彈簧秤 F.重垂線
(2)實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上 ACE .
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B.每次釋放小球的位置可以不同
C.每次必須由靜止釋放小球
D.記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降
E.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
(3)作出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡后,為算出其初速度,實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量的數(shù)據(jù)有① 水平位移x ,② 豎直位移y .
【分析】保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因?yàn)橐嬐贿\(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,實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線.
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出初速度的表達(dá)式,結(jié)合表達(dá)式確定所需測(cè)量的物理量.
【解答】解:(1)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材中還需要重錘線,確保小球拋出是在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),還需要坐標(biāo)紙,便于描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡.故C、F正確;
(2)A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),故A正確;
B、C、因?yàn)橐嬐贿\(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,故B錯(cuò)誤,C正確;
D、因平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間里,位移越來(lái)越大,因此木條(或凹槽)下降的距離不應(yīng)是等距的,故D錯(cuò)誤;
E、實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板上的白紙平面,故E正確.
(3)根據(jù)y=gt2得,t=,則初速度v0==x,所以實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量水平位移x和豎直位移y;
故答案為:(1)CF;(2)ACE;(3)水平位移x,豎直位移y.
【點(diǎn)評(píng)】解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng).在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理,要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解.
15.(遵義期中)如圖所示,某同學(xué)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),在小方格紙上畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡后,又在軌跡上取出a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)(軌跡已擦去),已知小方格紙的邊長(zhǎng)L=2.5cm,g取10m/s2,請(qǐng)你根據(jù)小方格紙上的信息,通過(guò)分析計(jì)算完成下面幾個(gè)問(wèn)題。
(1)小球從a→b,b→c,c→d所經(jīng)歷的時(shí)間 相等 ( 填“相等”或“不相等”)
(2)平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)小球a→b,b→c,c→d所經(jīng)歷的時(shí)間是 0.05s 。
(3)再根據(jù)水平位移,求出小球平拋運(yùn)動(dòng)的速度v0= 1m/s 。
(4)從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間是 0.075s 。
【分析】(1)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),a→b,b→c,c→d水平位移相等,所需時(shí)間相等。
(2)平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),a→b,b→c豎直方向位移差△y=aT2=gT2,求出時(shí)間。
(3)由水平方向x=v0T,求出初速度v0。
(4)根據(jù)豎直方向ac間的平均速度求出b點(diǎn)豎直方向的分速度vy,由vy=gt求出從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。
【解答】解:(1)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),a→b,b→c,c→d水平位移相等,所需時(shí)間相等。
(2)平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),a→b,b→c豎直方向位移差△y=aT2=gT2,
T====0.05s。
(3)水平方向x=v0T,v0====1m/s。
(4)設(shè)b點(diǎn)豎直方向的分速度vy,則vy===0.75m/s,
又由vy=gt,得t=0.075s
故本題答案是:(1)相等;(2)0.05s;(3)1m/s;(4)0.075s。
【點(diǎn)評(píng)】本題是頻閃照片問(wèn)題。頻閃照相每隔一定時(shí)間拍一次物體的位置,具有周期性。豎直方向往往根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△y=aT2=gT2,求時(shí)間。
拋出時(shí)間
T
2T
3T
4T
5T
水平位移
豎直位移
結(jié)論
水平分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
豎直分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二冊(cè)1 功與功率優(yōu)秀習(xí)題,共48頁(yè)。試卷主要包含了正功和負(fù)功,功率等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)必修 第二冊(cè)1 行星的運(yùn)動(dòng)優(yōu)秀練習(xí)題,共32頁(yè)。試卷主要包含了兩種對(duì)立的學(xué)說(shuō),開(kāi)普勒定律,行星運(yùn)動(dòng)的近似處理等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)必修 第二冊(cè)2 向心力優(yōu)秀練習(xí)題,共63頁(yè)。試卷主要包含了向心力,變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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