一、拋體運動和平拋運動
1.拋體運動: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動.
2.平拋運動:初速度沿水平方向的拋體運動.
3.平拋運動的特點:
(1)初速度沿水平方向;
(2)只受重力作用.
二、實驗:探究平拋運動的特點
(一)實驗思路:
(1)基本思路:根據(jù)運動的分解,把平拋運動分解為不同方向上兩個相對簡單的直線運動,分別研究物體在這兩個方向的運動特點.
(2)平拋運動的分解:可以嘗試將平拋運動分解為水平方向的分運動和豎直方向的分運動.
(二)進行實驗:
方案一:頻閃照相(或錄制視頻)的方法
(1)通過頻閃照相(或視頻錄制),獲得小球做平拋運動時的頻閃照片(如圖所示);

(2)以拋出點為原點,建立直角坐標系;
(3)通過頻閃照片描出物體經(jīng)過相等時間間隔所到達的位置;
(4)測量出經(jīng)過T,2T,3T,…時間內(nèi)小球做平拋運動的水平位移和豎直位移,并填入表格;
(5)分析數(shù)據(jù)得出小球水平分運動和豎直分運動的特點.
方案二:分別研究水平和豎直方向分運動規(guī)律
步驟1:探究平拋運動豎直分運動的特點

(1)如圖所示,用小錘擊打彈性金屬片后,A球做________運動;同時B球被釋放,做__________運動.觀察兩球的運動軌跡,聽它們落地的聲音.
(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____________,說明平拋運動在豎直方向的分運動為______________.
步驟2:探究平拋運動水平分運動的特點
1.裝置和實驗
(1)如圖所示,安裝實驗裝置,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.

(2)讓鋼球從斜槽上某一高度滾下,從末端飛出后做平拋運動,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,進行多次實驗,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)過的多個位置.
(4)以斜槽水平末端端口處小球球心在木板上的投影點為坐標原點O,過O點畫出豎直的y軸和水平的x軸.
(5)取下坐標紙,用平滑的曲線把這些印跡連接起來,得到鋼球做平拋運動的軌跡.
(6)根據(jù)鋼球在豎直方向是自由落體運動的特點,在軌跡上取豎直位移為y、4y、9y…的點,即各點之間的時間間隔相等,測量這些點之間的水平位移,確定水平方向分運動特點.
(7)結(jié)論:平拋運動在相等時間內(nèi)水平方向位移相等,平拋運動水平方向為勻速直線運動.
2.注意事項:
(1)實驗中必須調(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),固定時要用鉛垂線檢查坐標紙豎線是否豎直.
(3)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放.
(4)坐標原點不是槽口的端點,應(yīng)是小球出槽口時鋼球球心在木板上的投影點.
(5)小球開始滾下的位置高度要適中,以使小球做平拋運動的軌跡由坐標紙的左上角一直到達右下角為宜.
例題精練
1.(2021?江蘇二模)某同學(xué)利用如圖所示實驗裝置繪制小球做平拋運動的軌跡,關(guān)于此實驗下列說法錯誤的是( )
A.斜槽軌道必須光滑且末端沿水平方向
B.小球每次需從斜槽上同一位置自由滑下
C.為較準確地繪出小球運動軌跡,記錄的點應(yīng)適當多一些
D.為較準確地繪出小球運動軌跡,應(yīng)該用平滑曲線把各記錄點連起來
【分析】在實驗中要畫出平拋運動軌跡,必須確保小球做的是平拋運動,所以斜槽軌道末端一定要水平,同時斜槽軌道要在豎直面內(nèi)。要畫出軌跡,需要確定很多點,因此為了保證每次軌跡相同,要求小球小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下;
【解答】解:A、為確保小球做平拋運動,斜槽軌道末端必須沿水平方向,只要小球每次從斜槽上同一位置自由滑下,到斜槽軌道末端速率相等即可,不必光滑。故A錯誤,符合題意;
B、為確保小球每次做平拋運動軌跡重合,小球每次需從斜槽上同一位置自由滑下。故B正確,不符合題意;
CD、為了減小誤差,能夠較準確地繪出小球運動軌跡,記錄的點應(yīng)適當多一些,并用平滑曲線把各記錄點連起來。故CD正確,不符合題意。
本題選擇錯誤選項,故選:A。
【點評】解決平拋實驗問題時,要特別注意實驗的注意事項,在平拋運動的規(guī)律探究活動中不要注重學(xué)生對探究原理的理解,提高解決問題的能力。
2.(2021春?倉山區(qū)校級期中)用如圖所示的裝置進行實驗。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時B球被松開,自由下落,不計空氣阻力。關(guān)于該實驗,下列說法正確的是( )
A.A球先落地
B.B球先落地
C.兩球同時落地
D.哪個球先落地與打擊力的大小有關(guān)
【分析】本題圖源自課本中的演示實驗,通過該裝置可以判斷兩球同時落地,可以驗證做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動,即兩球在豎直方向上的運動情況完全相同。
【解答】解:小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時B球被松開,自由下落,觀察到的實驗現(xiàn)象是兩球同時落地,可知平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律與自由落體運動相同,即平拋運動在豎直方向上做自由落體運動,在空中運動時,兩球的加速度相同,下落高度相同,故兩球同時落地,故打擊力的大小無關(guān),故ABD錯誤,C正確。
故選:C。
【點評】本題重點考查了平拋運動在豎直方向上的運動特點,平拋是高中所學(xué)的一種重要運動形式,要重點掌握運動的合成與分解的基本方法。
隨堂練習(xí)
1.(2021春?浙江月考)如圖所示,在探究平拋運動規(guī)律的實驗中用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把P球沿水平方向拋出,同時Q球被松開而自由下落,P、Q兩球同時開始運動,則( )
A.P球先落地
B.兩球同時落地
C.兩球落地先后由小錘打擊力的大小而定
D.實驗現(xiàn)象說明了平拋運動在水平方向的運動規(guī)律
【分析】P球沿水平方向拋出做平拋運動,同時Q球被松開,自由下落做自由落體運動,發(fā)現(xiàn)每次兩球都同時落地,只能說明平拋豎直方向的分運動是自由落體運動。
【解答】解:AB、由于兩球同時運動,P球做平拋運動,其豎直方向運動規(guī)律與Q球相同,因此兩球同時落地,故A錯誤,B正確;
C、打擊力度只影響P水平方向的速度,對豎直方向沒有影響,所以兩小球仍會同時落地,故C錯誤;
D、根據(jù)實驗結(jié)果可知,平拋運動在豎直方向上做自由落體運動,無法說明水平方向上的運動性質(zhì),故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查研究平拋運動的實驗,要注意實驗直觀的驗證了平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律,對研究平拋運動很有幫助。
2.(2021春?澄海區(qū)校級期中)用如圖所示的演示器研究平拋運動,小球擊打彈性金屬片C,使A球沿水平方向飛出做平拋運動;與此同時,B球松開做自由落體運動.實驗觀察到的現(xiàn)象是( )
A.A球先落地
B.B球先落地
C.A、B兩球同時落地
D.增大實驗裝置離地面的高度,重復(fù)上述實驗,B球?qū)⑾嚷涞?br>【分析】探究平拋運動的規(guī)律中,實驗同時讓A球做平拋運動,B球做自由落體運動,若兩小球同時落地,則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動,而不能說明A球水平方向的運動性質(zhì).
【解答】解:平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動,可知A球在豎直方向上運動規(guī)律與B球相同,可知兩球同時落地,改變高度,還是同時落地,故C正確,ABD錯誤。
故選:C。
【點評】本題屬于簡單基礎(chǔ)題目,實驗雖然簡單,但是很直觀的驗證了平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律.
3.(2020秋?如皋市校級月考)為了研究平拋物體的運動,用兩個完全相同的小球A、B再相同的高度做下面的實驗:如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球立即水平飛出,同時B球被松開,做自由落體運動,兩球同時落地。自開始下落到落地前的過程中,兩球的( )
A.位移相同B.末速度相同
C.重力做功相等D.末動能相等
【分析】明確兩小球的運動性質(zhì),知道兩球運動時間相同,受力相同,根據(jù)功的定義確定重力做功,根據(jù)機械能守恒確定末動能和末速度。
【解答】解:A、根據(jù)兩小球的運動軌跡可知,兩小球的位移不相同,故A錯誤;
BD、由于A球開始時具有初速度,而下落過程中均只有重力做功,根據(jù)機械能守恒可得,A球落地時動能大于B球落地時的動能,故A球的速度大于B球的速度,故BD錯誤;
C、因兩小球下落高度相等,根據(jù)W=mgh可得重力做功相等,故C正確;
故選:C。
【點評】本題考查平拋運動以及機械能守恒定律的應(yīng)用,要注意明確兩小球在下落中均只受重力,兩小球在豎直方向上的運動特點相同。
4.(2020秋?唐山月考)如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片后,A球沿水平方向拋出,同時B球被松開,自由下落.A、B兩球同時開始運動,不計摩擦和空氣阻力,下列說法中正確的是( )
A.能觀察到B球先落地,A球后落地
B.增大小錘打擊彈性金屬片的力度,可以使A球先落地
C.該實驗說明小球A在水平方向做勻速直線運動
D.該實驗說明小球A在豎直方向做自由落體運動
【分析】A球沿水平方向拋出做平拋運動,同時B球被松開,自由下落做自由落體運動,發(fā)現(xiàn)每次兩球都同時落地,只能說明平拋豎直方向的分運動是自由落體運動。
【解答】解:A、本實驗將A的做平拋運動與豎直方向下落的B的運動對比,由于平拋運動在豎直方向為自由落體運動,故兩球一定同時落地,故A錯誤;
B、增大小錘打擊彈性金屬片的力度,不會影響豎直分運動,所以兩球仍然同時落地,故B錯誤;
CD、本實驗中A做平拋運動,B做自由落體運動,每次兩球都同時落地,只能說明A豎直方向的分運動是自由落體運動,不能說明水平方向上的運動性質(zhì),故C錯誤,D正確。
故選:D。
【點評】本題考查平拋運動的實驗,關(guān)鍵考查學(xué)生的分析推理的能力,要注意明確本實驗采用對比的方法來研究平拋運動水平方向的分運動情況。
綜合練習(xí)
一.選擇題(共13小題)
1.(2020春?東城區(qū)校級期末)為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動,用如圖所示的裝置進行實驗。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時B球被松開,自由下落,關(guān)于該實驗,下列說法正確的是( )
A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等
B.兩球應(yīng)同時落地
C.只做一次實驗就可以得出結(jié)論
D.實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動
【分析】本題圖源自課本中的演示實驗,通過該裝置可以判斷兩球同時落地,可以驗證做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動;從而即可求解。
【解答】解:根據(jù)裝置圖可知,兩球由相同高度同時運動,A做平拋運動,B做自由落體運動,因此將同時落地,由于兩球同時落地,因此說明A、B在豎直方向運動規(guī)律是相同的,故根據(jù)實驗結(jié)果可知,平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動,不需要兩球質(zhì)量相等,要多次實驗,觀察現(xiàn)象,則應(yīng)改變裝置的高度,多次實驗;注意本實驗只能說明平拋運動在豎直方向為自由落體運動,無法說明其水平方向上的運動性質(zhì),故B正確;ACD錯誤;
故選:B。
【點評】本題比重點考查了平拋運動特點在豎直方向上的特點,平拋是高中所學(xué)的一種重要運動形式,要重點掌握運動的合成與分解的基本方法。
2.(2020春?喀左縣校級月考)如圖所示,兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q,兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D.調(diào)C、D高度,使AC=BD,將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,P、Q從弧形軌道滾下,改變弧形軌道M的高度,再進行若干次實驗,經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn),P、Q兩球總是在水平面相遇.上述實驗說明( )
A.豎直方向的運動是自由落體運動
B.豎直方向的運動是勻速直線運動
C.水平方向的運動是勻速直線運動
D.水平方向的運動是變速直線運動
【分析】兩個小鐵球能以相同的初速度同時分別從軌道M、N的下端射出,可以看到P、Q兩球相碰.可知小球P在水平方向上的運動情況與Q球的運動情況相同.
【解答】解:平拋運動水平方向做勻速直線運動,根據(jù)實驗可知,P球從M點平拋,而Q球從N點在水平面上勻速運動,二者運動軌跡雖然不同,但是水平方向的運動規(guī)律相同,因此P球會砸中Q球;
故選:C。
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,知道水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動.
3.(2020春?喀左縣校級月考)在“研究平拋運動”的實驗中,小球做平拋運動的坐標原點位置是(設(shè)小球半徑為r) ( )
A.斜槽口末端O點B.槽口O點上方r處
C.槽口O點正前方r處D.槽口O點正上方2r處
【分析】研究平拋運動的實驗中,小球做平拋運動的初始位置是小球?qū)?yīng)的球心位置.
【解答】解:小球?qū)?yīng)的球心位置為平拋運動的坐標原點位置,即在槽口O點上方r處。故B正確,A、C、D錯誤。
故選:B。
【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握研究平拋運動的實驗方法,以及實驗中需注意的事項.
4.(2019?如皋市校級學(xué)業(yè)考試)平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點:
(1)水平方向做勻速運動,
(2)豎直方向做自由落體運動.
為了研究平拋物體的運動,可做下面的實驗:如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球就水平飛出,同時B球被松開,做自由落體運動,兩球同時落到地面,這個實驗( )
A.只能說明上述規(guī)律中的第(1)條
B.只能說明上述規(guī)律中的第(2)條
C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條
D.能同時說明上述兩條規(guī)律
【分析】探究平拋運動的規(guī)律中,實驗同時讓A球做平拋運動,B球做自由落體運動,若兩小球同時落地,則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動,而不能說明A球水平方向的運動性質(zhì).通過對比分析說明.
【解答】解:據(jù)題:用小錘在打擊金屬片時,A小球做平拋運動的同時,B球做自由落體運動,兩球同時落地,則說明平拋運動豎直方向的分運動是自由落體運動,只能說明上述規(guī)律中的第(2)條。故ACD錯誤,B正確。
故選:B。
【點評】本題運用對比的方法分析實驗的意義,屬于簡單基礎(chǔ)題目,實驗雖然簡單,但是很直觀的驗證了平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律.
5.(2019春?雙流區(qū)期中)如圖所示是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖,通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。以下是實驗過程中的一些做法,其中正確的有( )
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.入射小球沿斜槽下滑過程中,受到與斜槽的摩擦力會影響實驗
D.為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接
【分析】保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因為要畫同一運動的軌跡,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,實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運動軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:A、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運動,故A正確;
B、因為要畫同一運動的軌跡,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錯誤;
C、每次保證小球到達底端的速度相等即可,故入射小球沿斜槽下滑過程中,受到與斜槽的摩擦力不會影響實驗,故C錯誤;
D、用描點法描繪運動軌跡時,應(yīng)將各點連成平滑的曲線,不能連成折線或者直線,故D錯誤。
故選:A。
【點評】解決平拋實驗問題時,要特別注意實驗的注意事項,在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理,要注重學(xué)生對探究原理的理解,提高解決問題的能力。
6.(2019秋?泗洪縣月考)如圖所示,用小錘擊打彈性鋼片,小球B沿水平方向飛出做平拋運動,同時小球A被放開做自由落體運動。關(guān)于該實驗,下列說法正確的是( )
A.聽到A和B同時落地的聲音
B.本實驗要求A和B的質(zhì)量一定相同
C.該實驗?zāi)苷f明小球B水平方向做勻速運動
D.實驗開始時A和B離地面的高度可以不一樣
【分析】平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動,抓住兩球同時落地,得出平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律。
【解答】解:AC、平拋運動在豎直方向上做自由落體運動。用小錘擊打彈性鋼片??墒笲球沿水平方向飛出,同時A球被松開,做自由落體運動,在不同的高度多次做上述實驗,聽到A和B同時落地的聲音,發(fā)現(xiàn)兩球總是同時落地,可知平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律與自由落體運動相同,該實驗不能說明小球B在水平方向上做勻速運動,故A正確C錯誤;
B、自由落體運動中,加速度為重力加速度,與物體下落的質(zhì)量無關(guān),故本實驗不要求A和B的質(zhì)量相同,故B錯誤;
D、該實驗要求A和B離地面的高度必須相同才能保證下落時間相等,故D錯誤;
故選:A。
【點評】本題考查平拋運動的實驗現(xiàn)象,要注意本實驗驗證了平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律。但要明確該實驗不能得出平拋運動在水平方向上的運動規(guī)律。
7.(2019秋?西城區(qū)校級期中)研究平拋運動的實驗裝置如圖所示。某同學(xué)設(shè)想在小球下落的空間中選取三個豎直平面1、2、3,平面與斜槽所在的平面垂直。小球從斜槽末端水平飛出,運動軌跡與平面1、2、3的交點依次為A、B、C.小球由A運動到B,豎直位移為y1,動能的變化量為△Ek1,速度的變化量為△v1;小球由B運動到C,豎直位移為y2,動能的變化量為△Ek2,速度的變化量為△v2.若y1=y(tǒng)2,忽略空氣阻力的影響,下列關(guān)系式正確的是
( )
A.△Ek1<△Ek2B.△Ek1=△Ek2C.△v1<△v2D.△v1=△v2
【分析】根據(jù)動能定理,合外力做功等于動能的變化,W合=△Ek,從A到B和B到C重力做功相同,可以推出從A到B和B到C動能變化量相同;
小球經(jīng)過板1﹣2的時間大于經(jīng)過板2﹣3的時間,根據(jù)動量定理,合外力的沖量等于動量的變化,有△pAB>△pBC,從而可以比較△v1和△v2大小。
【解答】解:AB、由平拋運動的特點可知,小球在豎直方向做自由落體運動,水平方向做勻速直線運動。由于水平板豎直方向上的間距相等,故小球經(jīng)過板1﹣2的時間大于經(jīng)過板2﹣3的時間,由于小球做平拋運動過程中忽略空氣阻力的影響,只有重力做功,根據(jù)動能定理可知:△Ek1=△Ek2,故B正確,A錯誤;
CD、根據(jù)動量定理可知:合外力的沖量等于動量的變化,由于小球經(jīng)過板1﹣2的時間大于經(jīng)過板2﹣3的時間,所以△pAB>△pBC,而p=mv,有m△v1>m△v2,即△v1>△v2,故CD錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查了平拋運動、動能定理、動量定理等知識點。關(guān)鍵點:比較動能的變化要看合外力做功的情況,比較速度的變化量要看合外力的沖量,另外也可以用a=來求解速度變化量的問題。
8.(2019秋?青羊區(qū)校級月考)在做“研究平拋物體的運動”實驗時,有如下實驗要求與實驗操作,下列說法正確的是( )
A.斜槽軌道必須光滑
B.要用秒表測出小球下落的時間
C.要用天平測出小球質(zhì)量
D.要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應(yīng)適當多一些
【分析】明確實驗原理,保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因為要畫同一運動的軌跡,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,實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運動軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:A、小球與斜槽之間的摩擦不影響平拋運動的初速度,不影響實驗。故A錯誤。
B、平拋運動高度確定時間,只要高度一定時間不變,故不需要測量飛行時間;故B錯誤;
C、質(zhì)量不影響小球的運動,故不需要測出小球的質(zhì)量,故C錯誤;
D、要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應(yīng)適當多一些,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線,不是要把所有點的連接起來。故D正確。
故選:D。
【點評】解決平拋實驗問題時,要特別注意實驗的注意事項。在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理,要注重學(xué)生對探究原理的理解。
9.(2019?江蘇學(xué)業(yè)考試)平拋物體的運動規(guī)律可概括為兩條:第一條,水平方向做勻速直線運動;第二條,豎直方向做自由落體運動。為了研究平拋物體的運動??勺鱿旅娴膶嶒?,如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球水平飛出,同時B球被松開,兩球同時落到地面,則這個實驗( )
A.只能說明上述規(guī)律中的第一條
B.只能說明上述規(guī)律中的第二條
C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條
D.能同時說明上述兩條規(guī)律
【分析】探究平拋運動的規(guī)律中,實驗同時讓A球做平拋運動,B球做自由落體運動,若兩小球同時落地,則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動,而不能說明A球水平方向的運動性質(zhì)。
【解答】解:A球做平拋運動,B球做自用落體運動,兩球同時落地只能說明平拋運動在豎直方向上做自由落體運動,并不能說明水平方向的運動特點,故B正確,ACD錯誤;
故選:B。
【點評】本題屬于簡單基礎(chǔ)題目,實驗雖然簡單,但是很直觀的驗證了平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律。
10.(2019春?永昌縣校級期中)“研究平拋物體的運動”實驗的裝置如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A.在實驗前應(yīng)將斜槽的末端切線調(diào)成水平
B.將木板校準到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行
C.小球每次必須從斜面上同一位置由靜止開始釋放
D.斜槽對小球的摩擦對本實驗有影響,應(yīng)該選擇盡量光滑的斜槽
【分析】在實驗中讓小球能做平拋運動,并能描繪出運動軌跡,實驗成功的關(guān)鍵是小球是否初速度水平,要求從同一位置多次無初速度釋放,這樣才能確保每次平拋軌跡相同。
【解答】解:A、實驗中必須保證小球做平拋運動,而平拋運動要求有水平初速度且只受重力作用,故A正確;
B、根據(jù)平拋運動的特點可知其運動軌跡在豎直平面內(nèi),因此在實驗前,應(yīng)使用重錘線調(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B正確;
C、于要記錄小球的運動軌跡,必須重復(fù)多次,才能畫出幾個點,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釋放。故C正確;
D、斜槽軌道是否是光滑的,不會影響小球做平拋運動,故D錯誤。
本題選不正確的,故選:D。
【點評】實驗中如何實現(xiàn)讓小球做平拋運動是關(guān)鍵,同時讓學(xué)生知道描點法作圖線方法:由實驗數(shù)據(jù)得來的點,進行平滑連接起來。
11.(2019春?唐山月考)利用如圖所示的裝置研究平拋運動的特點,讓小球多次沿同一軌跡運動,通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡,為了能較準確地描繪運動軌跡,下面說法不正確的是( )
A.通過調(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.每次必須在斜槽上的同一位置由靜止釋放小球
D.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或坐標紙)相接觸
【分析】小球做平拋運動,必須保證斜槽末端切線水平;實驗過程中要保證小球每次做平拋運動的初速度相同,每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放小球;
【解答】解:A、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運動。故A正確。
BC、因為要畫同一運動的軌跡,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錯誤,C正確。
D、做平拋運動的物體在同一豎直面內(nèi)運動,固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直,小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸,以免有阻力的影響,故D正確;
本題選錯誤的,
故選:B。
【點評】解決本題的關(guān)鍵明確平拋運動性質(zhì),同時掌握描述平拋運動實驗的基本方法和注意事項。
12.(2019春?黃州區(qū)校級月考)下列因素中,不會使“利用斜面小槽裝置研究平拋物體的運動”實驗誤差增大的是( )
A.小球與斜槽之間有摩擦
B.安裝斜槽時其末端切線不水平
C.每次從不同位置由靜止釋放小球
D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點距原點O較近
【分析】在實驗中讓小球能做平拋運動,并能描繪出運動軌跡。因此要求從同一位置多次無初速度釋放,同時由運動軌跡找出一些特殊點利用平拋運動可看成水平方向勻速直線運動與豎直方向自由落體運動去解題。
【解答】解:A、只要小球從同一高度、無初速開始運動,在相同的情形下,即使球與槽之間存在摩擦力,因為每次摩擦力的影響相同,因此仍能保證球做平拋運動的初速度相同,對實驗沒有影響,故A正確;
B、安裝斜槽末端不水平,則初速度不水平,使得小球的運動不是平拋運動,使得實驗的誤差增大,故B錯誤;
C、為了保證實驗時每次的軌跡相同,則每次應(yīng)從同一位置由靜止釋放,故C錯誤;
D、根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點O較遠,可以減小偶然誤差,故D錯誤。
故選:A。
【點評】解決該題的關(guān)鍵是理解并熟記實驗原理和實驗注意事項;
13.(2019春?淇濱區(qū)校級月考)某同學(xué)在做“研究平拋物體的運動”的實驗中,為了能夠準確地描繪平拋物體運動的軌跡,下列操作必要的是:( )
A.小球做平拋運動時應(yīng)與木板摩擦,以便畫出運動軌跡
B.由于小重錘在實驗中并不重要,為節(jié)省實驗經(jīng)費,本實驗可以不配備小重錘
C.為保證每一次小球的運動軌跡相同,所以每次應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止釋放小球
D.為提高實驗精度,應(yīng)選用光滑的斜槽做實驗
【分析】平拋運動中只受重力不能與木板摩擦,小重錘是用于確定木板在豎直方向,為了保證每一次拋出的初速度相同,則每次從同一位置靜止釋放,
實驗過程中只要保證每一次拋出的初速度相同即可;
【解答】解:A.做平拋運動物體下落時只受到重力作用,所以小球做平拋運動時不應(yīng)與木板摩擦,以免小球改變運動軌跡,故A錯誤;
B.實驗中的小重錘是為了確定豎直方向的,不能缺少,故B錯誤;
C.為保證每一次小球的運動軌跡相同,所以每次應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止釋放小球,故C正確;
D.斜槽是否光滑對實驗無影響,只要每次小球到達底端的速度相等即可,故D錯誤;
故選:C。
【點評】解決該題的關(guān)鍵是根據(jù)平拋運動的條件和運動特征去理解記憶實驗的實驗原理和實驗注意事項;
二.多選題(共11小題)
1.(2020秋?湖州期末)如圖所示,用小錘輕擊彈簧金屬片,A球沿水平方向飛出,同時B球被松開,豎直向下運動,用不同的力打擊彈簧金屬片,可以觀察到( )
A.A、B兩球同時落地
B.A、B兩球運動軌跡相同
C.A球的運動軌跡不同,B球的運動軌跡相同
D.力越大,A、B兩球落地時間間隔越大
【分析】用不同力度打擊,小球A的初速度不同,小球B始終做自由落體運動,結(jié)合運動的規(guī)律分析落地時間。
【解答】解:AD、因為A、B兩球豎直方向均為自由落體運動,所以運動時間相同,即A、B兩球同時落地,故A正確,D錯誤;
B、B球做自由落體運動,A球做平拋運動,兩球的軌跡不會相同,故B錯誤;
C、打擊與力度不同,A球平拋初速度不同,運動路線不同,但B球始終做自由落體,所以B球路線相同,故C正確。
故選:AC。
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理,知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動,運動的時間由高度決定。
2.(2020秋?合肥期末)在用斜槽研究物體做平拋運動的實驗中,下列描述正確的是( )
A.斜槽必須是光滑的
B.實驗中要求出小球做平拋運動的初速度,所以需要秒表測小球做平拋運動的時間
C.小球每次必須從斜槽的同一位置由靜止開始下滑
D.斜槽的末端點的切線水平
【分析】明確研究平拋運動的原理和方法,從而明確實驗中應(yīng)注意的事項。
【解答】解:A、每次實驗小球必須從斜槽的同一位置由靜止釋放,所用斜槽不必光滑,只要到達底端的速度相同即可,故A錯誤;
B、將所得出的軌跡水平方向按x0等分,則根據(jù)水平方向勻速運動可知,運動時間相同,根據(jù)豎直方向勻變速直線運動,由△h=gT2,可以求出時間T,根據(jù)x0=v0T即可以求出其初速度的大小,故不需要用秒表測量平拋運動的時間,根據(jù)軌跡即可求出平拋運動的初速度,故B錯誤;
C、為了保證小球到達斜槽末端的速度相同,所以每次實驗中小球必須從斜槽的同一位置由靜止開始下滑,故C正確;
D、為了保證小球水平拋出,斜槽末端點的切線必須水平,故D正確。
故選:CD。
【點評】本題考查研究平拋運動的實驗原理,要注意在實驗中如何實現(xiàn)讓小球做平拋運動是關(guān)鍵,因此實驗中關(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
3.(2020秋?鼓樓區(qū)校級期末)利用如圖裝置可以探究平拋運動的特點,下列說法中正確的是( )
A.應(yīng)使用密度大、體積小的小球
B.必須測出平拋小球的質(zhì)量
C.每次釋放小球的初始位置可以不同
D.將木板校準到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行
【分析】根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量,從而確定所需的實驗器材;實驗中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,斜槽不一定需要光滑;該實驗是在豎直方向上的運動,木板平面也應(yīng)豎直。
【解答】解:A、平拋運動只受重力,只有當受到的空氣阻力遠小于重力時,才忽略阻力,體積小受空氣阻力影響小,這樣小球用密度大而體積小的金屬球最好,故選項A正確;
B、平拋規(guī)律與質(zhì)量無關(guān),不需要測量小球的質(zhì)量,故選項B錯誤;
C、一次平拋不能描出整個軌跡,要多次平拋才能找到一系列的點,但每次都應(yīng)當是同一平拋,則必須從同一位置釋放,故選項C錯誤;
D、為了準確找到平拋的點,應(yīng)將木板校準到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行,故選項D正確。
故選:AD。
【點評】本題不但考查了實驗的操作,而且考查了平拋運動的規(guī)律,對同學(xué)的知識的綜合應(yīng)用要求比較高,是個考查學(xué)生能力的好題.
4.(2020春?撫順期末)在做“研究平拋物體的運動”實驗時,下列說法正確的是 ( )
A.安裝有斜槽的木板時,一定要注意檢查斜槽末端切線是否水平
B.安裝有斜槽的木板時,只要注意小球不與木板發(fā)生摩擦即可
C.每次實驗都要把小球從同一位置由靜止釋放
D.實驗的目的是描出小球的運動軌跡,分析平拋運動水平和豎直分運動的規(guī)律
【分析】明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?,知道保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因為要畫同一運動的軌跡,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,實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運動軌跡改變。
【解答】解:A、安裝有斜槽的木板時,一定要注意檢查斜槽末端切線是否水平,保證小球做平拋運動,故A正確;
B、安裝有斜槽的木板時,一定要注意木板是否豎直,因為小球運動軌跡在某一豎直平面內(nèi),減小測量的誤差,以及防止小球平拋運動時與木板接觸,而改變運動的軌跡,故B錯誤;
C、為了保證小球的初速度大小相同,每次實驗都要把小球從斜槽的同一位置由靜止釋放,故C正確;
D、本實驗是為了研究平拋運動的性質(zhì),所以實驗的目的是描出小球的運動軌跡,分析平拋運動水平和豎直分運動的規(guī)律,故D正確。
故選:ACD。
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道探究平拋運動規(guī)律的原理,以及掌握研究平拋運動的方法,解決平拋實驗問題時,要特別注意實驗的注意事項。在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理,要注重學(xué)生對探究原理的理解。
5.(2020春?鼓樓區(qū)校級月考)“研究平拋物體的運動”實驗的裝置如圖所示,在實驗時下列操作說法正確的是( )
A.將斜槽的末端切線調(diào)成水平
B.將木板校準到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行
C.小球每次必須從斜面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位置O,作為小球做平拋運動的起點和所建坐標系的原點
【分析】明確實驗原理,知道在實驗中讓小球能做平拋運動,并能描繪出運動軌跡,實驗成功的關(guān)鍵是小球是否初速度水平,要求從同一位置多次無初速度釋放,這樣才能確保每次平拋軌跡相同。
【解答】解:A、實驗中必須保證小球做平拋運動,而平拋運動要求有水平初速度且只受重力作用,則要將斜槽的末端切線調(diào)成水平,故A正確;
B、根據(jù)平拋運動的特點可知其運動軌跡在豎直平面內(nèi),因此在實驗前,應(yīng)使用重錘線調(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B正確;
C、由于要記錄小球的運動軌跡,必須重復(fù)多次,才能畫出幾個點,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;
D、應(yīng)以小球平拋的初始位置即球心為坐標系的原點,建立坐標系,故D錯誤。
故選:ABC。
【點評】在實驗中如何實現(xiàn)讓小球做平拋運動是關(guān)鍵,所以實驗的注意事項均考查此點,要注意根據(jù)原理來掌握實驗誤差分析和牢記實驗注意事項。
6.(2019秋?德州月考)在“研究平拋物體的運動”實驗的裝置中,下列說法正確的是( )
A.將斜槽的末端切線調(diào)成水平
B.將木板校準到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行
C.斜槽軌道必須光滑
D.每次釋放小球時的位置可以不同
【分析】明確實驗原理,知道在實驗中讓小球能做平拋運動,并能描繪出運動軌跡。因此要求從同一位置多次無初速度釋放。
【解答】解:AC、實驗中必須保證小球做平拋運動,而平拋運動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,木板保持豎直方向,至于是否光滑沒有影響,只要能拋出就行,故A正確C錯誤;
B、根據(jù)平拋運動的特點可知其運動軌跡在豎直平面內(nèi),因此在實驗前,應(yīng)使用重錘線調(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B正確;
D、為使小球每次到達末端時的速度相同,小球每次必須從同一位置由靜止滑下,故D錯誤。
故選:AB。
【點評】本題考查了小球做平拋運動的實驗原理和注意事項,知道在實驗中如何實現(xiàn)讓小球做平拋運動是關(guān)鍵。
7.(2019秋?蒙陰縣校級月考)在做“研究平拋物體的運動”的實驗時,讓小球多次沿同一軌道運動,通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡,為了能較準確的描繪運動軌跡,下面正確的操作要求是( )
A.每次釋放小球的位置必須不同
B.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
C.每次必須由靜止釋放小球
D.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或坐標紙)相接觸
【分析】保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因為要畫同一運動的軌跡,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,實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運動軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:AC、因為要畫同一運動的軌跡,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A錯誤,C正確;
B、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運動,故B正確;
D、實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運動軌跡改變,故D正確。
故選:BCD。
【點評】解決平拋實驗問題時,要特別注意實驗的注意事項,在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理,要注重學(xué)生對探究原理的理解。
8.(2019春?麗水月考)一個學(xué)生在“探究平拋物體運動”的實驗中描出了如圖所示的幾個實驗點,其中偏差較大的實驗點B產(chǎn)生的原因可能是( )
A.小球滾下的高度較其它各次高
B.小球滾下的高度較其它各次低
C.小球在運動中遇到其它各次沒有遇到的阻礙
D.小球開始滾下時,實驗者已給它一個初速度
【分析】明確平拋運動的圖象,由圖可以看出點B的位置偏左,則由x=v0t知v0偏小,再分析可能的情況即可明確答案。
【解答】解:A、若小球滾下的高度較其它各次高,則平拋的初速度應(yīng)該偏大,不符,故A錯誤;
B、若小球滾下的高度較其它各次低,則平拋的初速度偏小,符合,故B正確;
C、小球在運動中遇到其它各次沒有遇到的阻礙,會使平拋的初速度偏小,符合,故C正確;
D、小球開始滾下時,實驗者已給它一個初速度,則平拋的初速度偏大,不符,故D錯誤。
故選:BC。
【點評】解決本題的關(guān)鍵實際上還是要知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,結(jié)合運動學(xué)公式和推論靈活求解;注意掌握誤差產(chǎn)生的原因。
9.(2019春?溫州期中)用如圖所示的斜槽軌道做“研究平拋運動”的實驗時,讓小球多次沿同一軌道運動,為了能較準確的研究平拋運動,下面列出了一些操作要求,正確的是( )
A.通過調(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.實驗時需要調(diào)節(jié)木板使其豎直
【分析】保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因為要畫同一運動的軌跡,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,實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面,避免因摩擦而使運動軌跡改變,最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線。
【解答】解:A、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平,是為了保證小球做平拋運動,故A正確;
BC、因為要畫同一運動的軌跡,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錯誤,C正確;
D、實驗時為了避免小球與木板相碰,應(yīng)調(diào)節(jié)木板豎直,故D正確。
故選:AC。
【點評】解決平拋實驗問題時,要特別注意實驗的注意事項,在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理,要注重學(xué)生對探究原理的理解,提高解決問題的能力。
10.(2019春?西城區(qū)期末)如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片后,A球沿水平方向拋出,同時B球被松開,自由下落。改變小球距地面的高度和打擊的力度,重復(fù)這個實驗,發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時落地。若A、B兩球質(zhì)量相等,且將平拋運動沿水平和豎直兩個方向分解。下列說法正確的是( )
A.本實驗可驗證平拋運動在水平方向上是勻速直線運動
B.本實驗可驗證平拋運動在豎直方向上是自由落體運動
C.在同一次實驗中,兩球落地前瞬間重力的功率相等
D.在同一次實驗中,兩球落地前瞬間動量的大小相等
【分析】A球沿水平方向拋出做平拋運動,同時B球被松開,自由下落做自由落體運動,發(fā)現(xiàn)每次兩球都同時落地,只能說明平拋豎直方向的分運動是自由落體運動。
【解答】解:AB、本實驗將A的做平拋運動與豎直方向下落的B的運動對比,只能說明A豎直方向運動情況,不能反映A水平方向的運動情況。本實驗中A做平拋運動,B做自由落體運動,每次兩球都同時落地,說明A豎直方向的分運動是自由落體運動。故A錯誤,B正確;
C、兩小球落地時的豎直分速度相同,故由P=mgv可知,兩球落地時的功率相等,故C正確;
D、由于兩球落地時的瞬時速度不同,平拋運動的合速度大于自由落地的速度,故落地時的動量不相等,故D錯誤。
故選:BC。
【點評】本題考查研究平拋運動規(guī)律的實驗,主要是對分析推理的能力的考查,注意本實驗采用對比的方法來研究平拋運動水平方向的分運動情況。
三.填空題(共10小題)
1.(2020春?灤南縣校級期末)某同學(xué)在研究平拋運動實驗中,將一小球沿水平方向由桌面拋出,測得課桌的桌面距地板高為a,小球落至水平地板上的位置距拋出點的正下方為b,已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間,則小球做平拋運動的初速度為 。
【分析】平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動,根據(jù)運動學(xué)公式求出y與x2的表達式,結(jié)合圖線的斜率求出平拋運動的初速度。
【解答】解:平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,有:b=v0t,
在豎直方向上做自由落體運動,有:a=
聯(lián)立解得:
故答案為:
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,結(jié)合運動學(xué)公式和推論靈活求解,基礎(chǔ)題。
2.(2020春?天心區(qū)校級期中)利用如圖所示的裝置研究平拋運動。為了畫出一條鋼球做平拋運動的軌跡,要求斜槽末端的切線調(diào)成 水平 (選填“水平”或“傾斜”),鋼球每次必須從斜槽上 相同 (選填“相同”或“不同”)的位置滾下。
【分析】明確平拋運動實驗的基本原理,要保證小球做平拋運動,斜槽末端必須水平;同時本實驗中要多次重復(fù)才能確定運動軌跡,故應(yīng)讓小球每次從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下。
【解答】解:為了保證小球水平飛出,則斜槽的末端切線保持水平,為了保證小球平拋運動的初速度相同,每次從同一高度由靜止釋放小球。
故答案為:水平;相同。
【點評】明確研究平拋運動的實驗原理,保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因為要畫同一運動的軌跡,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。
3.(2020春?新建區(qū)校級期中)在做“研究平拋運動”實驗時,除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材中還需要的是 CF .
A.游標卡尺 B.秒表 C.坐標紙 D.天平 E.彈簧秤 F.重垂線
實驗中,下列說法正確的是 AD .
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端可以不水平
D.要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應(yīng)適當多一些.
【分析】在實驗中要畫出平拋運動軌跡,必須確保小球做的是平拋運動.所以斜槽軌道末端一定要水平,同時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,才能在坐標紙上找到一些點.然后將這些點平滑連接起來,就能描繪出平拋運動軌跡.根據(jù)實驗的原理,確定實驗的器材.
【解答】解:(1)在做“研究平拋物體的運動”實驗時,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)運動,還需要坐標紙,便于確定小球間的距離.故選:CF.
(2)A、為了保證小球平拋運動的初速度相同,則小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下,斜槽不一定需要光滑.故A正確,B錯誤.
C、為了保證小球初速度水平,則斜槽的末端需水平.故C錯誤.
D、要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應(yīng)適當多一些.故D正確.
故選:AD.
故答案為:(1)CF,(2)AD.
【點評】本題考查了實驗的器材和注意事項,掌握如何讓小球做平拋運動及平拋運動軌跡的描繪,明確該實驗成功的關(guān)鍵,同時培養(yǎng)學(xué)生利用平拋運動規(guī)律去分析與解決問題的能力.
4.(2019?郴州模擬)]在“探究平拋運動”的實驗中,利用如圖所示的裝置畫出一條鋼球做平拋運動的軌跡,要求鋼球每次必須從斜槽上 相同 (選填“相同”或“不同”)的位置滾下,斜槽末端的切線 必須 (選填“必須”或“可以不”)調(diào)成水平。
【分析】明確實驗規(guī)律,知道保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,每次釋放小球的位置必須相同,且由靜止釋放,以保證獲得相同的初速度。
【解答】解:為了保證小球平拋運動的初速度相同,則每次從同一位置由靜止釋放小球。為了保證小球水平飛出,則斜槽的末端切線必須調(diào)成水平。
故答案為:相同,必須。
【點評】解決平拋實驗問題時,要特別注意實驗的注意事項。在平拋運動的規(guī)律探究活動中,不一定局限于課本實驗的原理,要注重學(xué)生對探究原理的理解。
5.(2019?四川三模)如圖為一平拋運動演示裝置,左邊開關(guān)位于斜面末端且處于常閉狀態(tài),右邊繼電器吸住小球,讓一個同樣的小球從左邊斜面上滾下,小球撞開開關(guān),電路斷電,右邊小球開始豎直下落。回答下列問題:
(1)不考慮空氣阻力,本實驗結(jié)果可以說明: 兩球的豎直分運動相同 ,不能說明 水平方向的運動相同 。
(2)改變左邊小球從斜面上釋放的位置,實驗結(jié)果是否相同? 結(jié)果相同 。
【分析】兩球同時釋放,同時落地,由于一球做自由落體運動,另一球做平拋運動,說明兩球的豎直分運動相同;
【解答】解:(1)兩球同時釋放,同時落地,由于右邊小球做自由落體運動,左邊球做平拋運動,說明兩球的豎直分運動相同;但是不能說明水平方向的運動相同;
(2)改變左邊小球從斜面上釋放的位置,兩球仍然同時落地,結(jié)果相同。
故答案為:(1)兩球的豎直分運動相同; 水平方向的運動相同; (2)結(jié)果相同。
【點評】本題考查驗證平拋運動的實驗,要注意明確實驗中分為兩種,一是驗證豎直方向上的運動,二是驗證水平方向為勻速直線運動。
6.(2019春?船營區(qū)校級月考)在“研究平拋物體運動”的實驗中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=1.6cm,若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式為v0= 2 (用L、g表示),其值是 0.80 m/s (g=10m/s2).小球在b點的速率為 1.0 m/s .若以小球的拋出點為原點建立坐標系,a點的坐標為x= 0.016m ,y= 0.0020m (取兩位有效數(shù)字).
【分析】平拋運動豎直方向是自由落體運動,對于豎直方向根據(jù)△y=gT2求出時間單位T.對于水平方向由公式v0= 求出初速度.由a、c間豎直方向的位移和時間求出b點豎直方向的分速度,運用速度的合成,求解b的速率;根據(jù)vy=gt求出運動到b點的時間,得出水平位移和豎直位移,從而求出拋出點的位置坐標.
【解答】解:設(shè)相鄰兩點間的時間間隔為T
豎直方向:2L﹣L=gT2,
得:T==s=0.04s
水平方向:v0==2,
代入數(shù)據(jù)解得:v0=2 m/s=0.80 m/s
b點豎直方向分速度為:vy====0.6m/s;
b點的速率為:vb=
代入解得:vb=m/s=1.0m/s
由b點的豎直方向速度,可知,從拋出點到b點的時間tb===0.06s;
b點的水平位移為:x=v0t=0.80×0.06m=0.048m,
b點的豎直位移為:y=gt2=×10×0.062=0.018m
若以小球的拋出點為原點建立坐標系,a點的坐標為x=0.048﹣0.016×2=0.016m,
y=0.018﹣0.016=0.0020m;
故答案為:2,0.80 m/s,1.0 m/s,0.016m,0.0020m.
【點評】本題是頻閃照片問題,頻閃照相每隔一定時間拍一次相,關(guān)鍵是抓住豎直方向自由落體運動的特點,由△y=aT2求時間單位.
7.(2019春?欽州期末)如圖所示,某同學(xué)在做平拋運動的實驗時,小球運動過程中先后經(jīng)歷了軌跡(軌跡未畫出)上的a、b、c、d四個點;已知圖中每個小方格的邊長l=1.6cm,g取10m/s2.請你根據(jù)小方格紙上的信息,算完成下面的個問題:
(1)若已知平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動,則小球運動過程
中從a→b、b→c、c→d所經(jīng)歷的時間 相同 (選填“相同”或“不同”).
(2)小球平拋運動的初速度v0= 0.80 m/s;小球在b點時的速率為v= 1.0 m/s.(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
【分析】(1)平拋運動在水平方向做勻速直線運動,a→b,b→c,c→d水平位移相等,所需時間相等.
(2)平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,a→b,b→c豎直方向位移差△y=aT2=gT2,求出時間.
(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點豎直方向的分速度vy,由vy=gt求出從拋出點到b點所經(jīng)歷的時間
【解答】解:(1)平拋運動在水平方向做勻速直線運動,a→b,b→c,c→d水平位移相等,所需時間相等.
(2)平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,a→b,b→c豎直方向位移差為:
△y=aT2=gT2,T====0.04s.
水平方向上有:x=v0T,v0====0.80m/s.
(4)設(shè)b點豎直方向的分速度vy,則有:vy===0.60m/s,
故B點的速度為:vb==0.10m/s;
故本題答案是:(1)相等;(2)0.80,1.0
【點評】本題主要考查了平拋運動規(guī)律的理解和應(yīng)用,平時要加強練習(xí),提高應(yīng)用基本規(guī)律解決問題能力,同時要會對實驗進行正確的誤差分析.
8.(2019春?拉薩期末)某同學(xué)采用頻閃照相的方法拍攝了小球做平拋運動的照片,如圖所示.圖中每個小方格的邊長為1.25cm,則根據(jù)平拋運動的規(guī)律由圖可求得拍攝時每隔 0.05 s曝光一次,該小球平拋時的初速度大小為 0.5 m/s(取當?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2).
【分析】根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔,結(jié)合水平位移和時間間隔求出初速度.
【解答】解:在豎直方向上,根據(jù)△y=2L=gT2得,T=.
小球平拋運動的初速度.
故答案為:0.05,0.5
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,抓住等時性,結(jié)合運動學(xué)公式和推論靈活求解.
9.(2019春?海東市月考)某學(xué)生在做“研究平拋運動”的實驗中,忘記記下小球做平拋運動的起點位置,0為物體運動一段時間后的位置,取為坐標原點,平拋的軌跡如圖示,根據(jù)軌跡的坐標求出物體做平拋運動的初速度為V0= 1 m/s.
【分析】平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動,根據(jù)豎直方向上△y=gT2,求出時間間隔,再根據(jù)水平方向上的勻速直線運動求出初速度.
【解答】解:在豎直方向上△y=gT2,T===0.1s
則小球平拋運動的初速度v0==m/s=1m/s.
故答案為:1.
【點評】研究平拋運動的方法是把平拋運動分解到水平方向和豎直方向去研究,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動,兩個方向上運動的時間相同.
10.(2019春?枝江市期中)在研究平拋物體運動的實驗中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長l=2.5cm.若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度為V0= 1m/s (取g=10m/s2)
【分析】平拋運動豎直方向是自由落體運動,對于豎直方向根據(jù)△y=gT2求出時間單位T.對于水平方向由公式v0=求出初速度.
【解答】解:設(shè)相鄰兩點間的時間間隔為T,
豎直方向:2L﹣L=gT2,得到T=s;
水平方向:v0==1m/s;
故答案為:1m/s
【點評】本題是頻閃照片問題,頻閃照相每隔一定時間拍一次相,關(guān)鍵是抓住豎直方向自由落體運動的特點,由△y=gT2求時間單位.
拋出時間
T
2T
3T
4T
5T
水平位移
豎直位移
結(jié)論
水平分運動特點
豎直分運動特點

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