「最新」2020版高中物理 第五章 曲线运动 3 实验：研究平抛运动学案 新人教版必修2-可编辑修改

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【题点】实验操作、注意事项和误差分析

3.如图2所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动.用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度(重力加速度为g)( )

图2

A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度 B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离 C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离 D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离 答案 B

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解析 钢球沿桌面飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律得y＝gt，x＝v0t，联立解得v0＝

2

xg，故要求出钢球离开水平桌面时的速度，需测量水平桌面的高度y、钢球落地点与桌边2y的水平距离x，B项正确.

【考点】研究平抛运动的基础性实验 【题点】实验原理

4.(多选)假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图3所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的频闪照片的一部分.已知照片上方格的实际边长为a，频闪周期为T，据此可以得出( )

图3

A.月球上的重力加速度为2 3aB.小球平抛的初速度为

aTTC.照片上A点一定是平抛的起始位置 6aD.小球运动到D点时速度大小为

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答案 BC

解析 由频闪照片可知，在竖直方向，相邻相等时间内小球位移差为2a，由Δy＝gT可得，2a月球上的重力加速度g＝2，选项A错误；由小球在水平方向做匀速直线运动可得3a＝v0T，

2

T3a1212a2

解得v0＝，选项B正确；小球在抛出后第1个T时间内竖直方向位移y1＝gT＝×2×TT22T＝a，所以照片上A点一定是平抛的起始位置，选项C正确；小球运动到D点时竖直速度vy＝2a6a3a35a22

g·3T＝2×3T＝，水平速度为v0＝，小球运动到D点时速度大小为v＝v0＋vy＝，

TTTT选项D错误.

【考点】研究平抛运动的基础性实验

【题点】实验操作及用未知抛出点的轨迹求初速度 二、非选择题

5.如图4甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图.

图4

(1)在图甲上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的.

(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________. (3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意______. (4)计算小球平抛初速度的公式v0＝________，根据图乙给出的数据，可计算出v0＝______m/s.(g取9.8 m/s) 答案 (1)见解析

(2)轨道末端切线沿水平方向

(3)使小球每次都从同一位置无初速度滚下 (4)x2

g 1.6 2y解析 (1)如图所示，斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O点，从O点开始作平行于铅垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴.

(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使轨道末端切线沿水平方向.

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(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一位置无初速度滚下.

1

(4)由于x＝v0t，y＝gt2，故初速度v0＝x2【考点】研究平抛运动的基础性实验

【题点】实验操作及用已知抛出点的轨迹求初速度

6.甲同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时，得到如图5所示一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中每个方格边长为5cm，g取10 m/s，则频闪频率是______ Hz，小球做平抛运动的初速度v0＝______ m/s.

2

g，根据题图乙给出的数据，可计算出v0＝1.6m/s. 2y

图5

答案 10 2

解析 因为xAB＝xBC，所以tAB＝tBC，在竖直方向上， 由Δy＝gT得(7×0.05－5×0.05) m＝10m/s·T， 解得T＝0.1s， 故频闪频率为10Hz. 水平速度v0＝＝

2

2

2

x4×0.05

m/s＝2 m/s.

T0.1

【考点】研究平抛运动的基础性实验

【题点】实验操作及用未知抛出点的轨迹求初速度

7.如图6所示是“研究平抛运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹.

图6

(1)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，下列y－x图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________.

2

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(2)图7是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点

A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距Δx为40.0cm，

则平抛小球的初速度v0为________m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0 cm，则小球在C点的速度vC为________ m/s.(结果均保留两位有效数字，g取10 m/s)

2

图7

答案 (1)C (2)2.0 4.0

12g2

解析 (1)由平抛运动规律可知x＝v0t，y＝gt，解得y＝2x，C正确.

22v0

12

(2)由y＝gt，解得tA＝0.1s，tB＝0.3s.由Δx＝v0t＝v0(tB－tA)，解得v0＝2.0m/s，C点的

2竖直速度vy＝2gy3＝23m/s，故vC＝v0＋vy＝4.0m/s. 【考点】研究平抛运动的基础性实验

【题点】实验操作及用已知抛出点的轨迹求初速度

8.在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图8所示的装置，先将斜槽轨道的末端调成水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A.将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B.又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00cm，A、B间距离y1＝4.78cm，B、C间距离y2＝14.58cm.g取9.8m/s.

2

2

图8

(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度v0＝________(用题中所给字母表示). (2)小球初速度的测量值为________m/s. 答案 (1)xgy2－y1

(2)1

解析 由于每次移动距离x＝10.00cm，所以小球从打A点到打B点与从打B点到打C点的时间相同，设此时间为t.由于y2－y1＝gt，且y1＝4.78cm、y2＝14.58cm，g＝9.8m/s，所以t2

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