實驗探究平拋運動的特點-人教版高中物理必修練習

第五章3實驗：探究平拋運動的特點一、單選題1．如圖所示，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落．改變整個裝置的高度做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地．該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后A．水平方向的分運動是勻速直線運動 B．水平方向的分運動是勻加速直線運動C．豎直方向的分運動是勻速直線運動 D．豎直方向的分運動是自由落體運動2．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3．如圖所示，用小錘擊打彈性鋼片，小球A沿水平方向飛出做平拋運動，同時小球B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．該實驗能說明小球A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4．用如圖裝置做“研究平拋運動”實驗時，下列說法正確的是（）A．用重錘線確定y軸方向B．用目測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，這是實驗誤差的主要來源5．為了探究平拋運動的規(guī)律，將小球A和B置于同一高度，在小球A做平拋運動的同時靜止釋放小球B．同學甲直接觀察兩小球是否同時落地，同學乙拍攝頻閃照片進行測量、分析．通過多次實驗（）A．只有同學甲能證明平拋運動在水平方向是勻速運動B．兩位同學都能證明平拋運動在水平方向是勻速運動C．兩位同學都能證明平拋運動在豎直方向是自由落體運動D．只有同學甲能證明平拋運動在豎直方向是自由落體運動二、多選題6．為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面；如圖乙所示的實驗：將兩個完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，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，這兩個實驗說明（）A．甲實驗只能說明平拋運動在豎直方向做自由落體運動B．乙實驗只能說明平拋運動在水平方向做勻速直線運動C．不能說明上述規(guī)律中的任何一條D．甲、乙二個實驗均能同時說明平拋運動在水平、豎直方向上的運動性質(zhì)7．在研究平拋運動時，為證明平拋運動豎直方向的分運動是自由落體運動。某同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置：小球A沿軌道滑下，離開軌道末端時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地。該現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后，豎直方向的分運動是自由落體運動：下面列出了一些操作要求，你認為正確的是。A．通過調(diào)節(jié)軌道，使軌道末端水平B．通過調(diào)節(jié)整個裝置，使A球離開軌道末端時與B球從同一高度下落C．每次在軌道上端釋放小球A的位置必須在同一點D．每次在軌道上端釋放小球A，必須由靜止釋放E.必須改變整個裝置的高度H做同樣的實驗8．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)木板使其豎直三、實驗題9．用頻閃照相技術(shù)拍下的兩小球運動的頻閃照片如圖所示，拍攝時，光源的頻閃頻率為10Hz，a球從A點水平拋出的同時，b球自B點開始下落，背景的小方格為相同的正方形。重力加速度g取10m/s2，不計阻力。(1)根據(jù)照片顯示的信息，下列說法中正確的是___________A．只能確定b球的運動是自由落體運動B．不能確定a球沿豎直方向的運動是自由落體運動C．只能斷定a球的運動是水平方向的勻速直線運動D．可以確定a球沿水平方向的運動是勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合成(2)根據(jù)照片信息可求出a球的水平速度大小為___________m/s；當a球與b球運動了___________s時它們之間的距離最小。10．利用實驗室的斜面小槽等器材研究平拋運動。每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，要想得到鋼球在空中做平拋運動的軌跡就得設(shè)法用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置(每次使用鉛筆記下小球球心在木板上的水平投影點O)。通過多次實驗，把在豎直白紙上記錄的鋼球的多個位置，用平滑曲線連起來就得到了鋼球做平拋運動的軌跡。（1）實驗過程中，要建立直角坐標系，在下圖中，建系坐標原點選擇正確的是__________（2）甲、乙、丙、丁四位同學分別建立（1）中A、B、C、D四種坐標系，在描出的平拋運動軌跡圖上任取一點（x，y），運用公式可求得小球的初速度，這樣測得的平拋初速度值與真實值相比，甲同學的結(jié)果_______，丙同學的結(jié)果_______。（填“偏大”、“偏小”或“準確”)11．如圖所示的實驗裝置，可用來研究平拋物體的運動。（1）關(guān)于實驗過程中的一些做法，以下合理的有______；A．安裝斜槽軌道，使其末段保持水平B．調(diào)整木板，使之與小球下落的豎直面平行C．每次小球應從同一位置由靜止釋放D．用折線連接描繪的點得到小球的運動軌跡（2）某同學在實驗操作時發(fā)現(xiàn)，將小鋼球輕輕放在斜槽末端時，小球能自動滾下。他應該如何調(diào)整：__________________________________；（3）以拋出點為坐標原點O，利用水平位移x和豎直位移y的多組數(shù)據(jù)做出小球的運動軌跡圖，如右圖所示。在圖線上取一點P，其坐標如圖所示。則小球從O運動到P的時間t=_______s；小球初速度的大小v0=_________m/s（重力加速度g取10m/s2）。12．做平拋運動的物體的運動規(guī)律可以用如圖所示的實驗形象描述．（1）小球從坐標原點O水平拋出，做平拋運動．兩束光分別沿著與坐標軸平行的方向照射小球，在兩個坐標軸上留下了小球的兩個影子．影子1做_______運動，影子2做_______運動．（2）如若在O點放一點光源S，同時在x軸上某位置固定上一平行于y軸的足夠大光屏，則當小球自O(shè)點平拋過程中在光屏上的影子做_______運動．（3）如圖a是研究小球在斜面上平拋運動的實驗裝置，每次將小球從弧型軌道同一位置靜止釋放，并逐漸改變斜面與水平地面之間的夾角θ，獲得不同的水平射程x，最后作出了如圖b所示的x-tanθ圖象，g=10m/s2．則：由圖b可知，小球在斜面頂端水平拋出時的初速度v0=_______m/s．13．(1)在做“研究平拋運動”的實驗時，坐標紙應當固定在豎直的木板上，下列圖中所示坐標紙的固定情況與斜槽末端的關(guān)系正確的是（____）(2)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．坐標原點就是斜槽口的端點B．要在斜槽上適當高度釋放小球C．應把木板調(diào)整到豎直方向D．小球運動時不應與木板上的白紙（或坐標紙）相接觸(3)做雜技表演的汽車從高臺水平飛出，在空中運動后著地，一架照相機通過多次曝光，拍攝到汽車在著地前后一段時間內(nèi)的運動照片如圖所示（虛線為正方形格子）。已知汽車長度為m，相鄰兩次曝光的時間間隔相等，由照片可推算出汽車離開高臺時的瞬時速度大小為______m/s（g取10m/s2）14．如圖，研究平拋運動規(guī)律的實驗裝置放置在水平桌面上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間，底板上的標尺可以測得水平位移．保持水平槽口距底板高度h＝不變．改變小球在斜槽導軌上下滑的起始位置，測出小球做平拋運動的初速度v0、飛行時間t和水平位移d，記錄在表中．(1)由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時，小球水平位移d與其初速度v0成____關(guān)系，與____無關(guān)．v0(m/s)t(ms)d(cm)(2)一位同學計算出小球飛行時間的理論值發(fā)現(xiàn)理論值與測量值之差約為3ms．經(jīng)檢查，實驗及測量無誤，其原因是____．(3)另一位同學分析并糾正了上述偏差后，另做了這個實驗，競發(fā)現(xiàn)測量值t′依然大于自己得到的理論值，但二者之差在3－7ms之間，且初速度越大差值越小．對實驗裝置的安裝進行檢查，確認斜槽槽口與底座均水平，則導致偏差的原因是____．15．在研究“平拋運動”實驗中(1)如圖所示是橫檔條，卡住平拋小球，用鉛筆標注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐標原點應選小球在斜槽末端時的_______A．球心B．球的上端C．球的下端（2）如圖所示此裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可以判斷實驗操作錯誤的是____A．釋放小球時初速度不為零B．釋放小球的初始位置不同C．斜槽末端切線不水平（3）如圖所示是利用穩(wěn)定的細水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是_______參考答案1．D【解析】球A與球B同時釋放，同時落地，時間相同；A球做平拋運動，B球做自由落體運動，將球A的運動沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個分運動同時發(fā)生，具有等時性，因而A球的豎直分運動與B球時間相等，改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個小球總是同時落地，說明在任意時刻在兩球同一高度，即A球的豎直分運動與B球完全相同，說明了平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，故D正確，ABC錯誤．2．C【解析】試題分析：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．3．A【解析】A．平拋運動豎直方向為自由落體運動，兩小球高度相同，豎直方向都有：解得，兩小球高度相同，所以聽到A和B同時落地的聲音，A正確；B．本實驗驗證平拋運動豎直方向為自由落體運動，由可知，與質(zhì)量無關(guān)，不需要A和B的質(zhì)量相同，B錯誤；C．本實驗驗證平拋運動豎直方向為自由落體運動，不能說明小球A水平方向做勻速運動，C錯誤；D．驗證平拋運動豎直方向為自由落體運動，要保證豎直高度相同比時間，D錯誤。故選A。4．A【解析】A．在實驗中用重錘線確定y軸方向，故A正確．B．不能通過目測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，確定斜槽末端是否水平，故B錯誤．CD．為了保證小球平拋運動的初速度相等，每次從斜槽同一位置由靜止釋放小球，斜槽是否光滑，不影響實驗的誤差，故C錯誤，D錯誤．5．C【解析】在圖甲的實驗中，改變高度和平拋小球的初速度大小，發(fā)現(xiàn)兩球同時落地，說明平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．不能得出水平方向上的運動規(guī)律．在圖乙的實驗中，通過頻閃照片，發(fā)現(xiàn)自由落體運動的小球與平拋運動的小球任何一個時刻都在同一水平線上，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，所以平拋運動豎直方向上做自由落體運動．頻閃照片顯示小球在水平方向相等時間內(nèi)的水平位移相等，知水平方向做勻速直線運動，C正確．6．AB【解析】在甲實驗中，用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面，知B球豎直方向上的運動規(guī)律與A球相同，即平拋運動豎直方向上做自由落體運動；乙實驗中，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，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動規(guī)律與2球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，故A、B正確，C、D錯誤。故選AB。7．ABE【解析】A．軌道末端水平時才能保證A球離開軌道時速度水平而做平拋運動，故A正確；B．實驗是利用比較B球與A球在空中運動的時間來達到實驗目的的，而它們在空中運動的時間取決于初始位置離地的高度，故要讓它們從同一高度下落，故B正確；CD．每次在軌道上端釋放小球A，由同一位置靜止釋放，保證了小球A在離開軌道時的速度相同，但這只影響小球在水平方向上的運動，與豎直方向上的運動無關(guān)，故C錯誤，D錯誤；E．要達到實驗目的，須保證小球在豎直方向上的初始高度相同，故E正確。故選ABE。8．ACD【解析】A.要保證小球做平拋運動，斜槽末端必須保持水平，拋出速度水平，A正確BC.要保證每次小球平拋初速度相同，小球每次必須從同一位置由靜止釋放，B錯誤C正確D.實驗時，木板如果不豎直，小球在運動過程中可能與紙面摩擦，導致小球不再做平拋運動，所以木板必須豎直，D正確9．D1【解析】第一空.因為相鄰兩照片間的時間間隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上的運動規(guī)律與b球運動規(guī)律相同，知豎直方向上做自由落體運動．故D正確，ABC錯誤．第二空.根據(jù)△y=gT2=10×=．所以2L=，所以平拋運動的初速度．第三空.因為兩球在豎直方向上都做自由落體運動，所以位移之差恒定，當小球a運動到與b在同一豎直線上時，距離最短，則10．C偏大準確【解析】(1)坐標原點為小球在斜槽末端時，小球球心在木板上的投影，故C正確，ABD錯誤；(2)由公式，得：以(1)題中A圖建立坐標系，甲同學豎直方向位移測量值偏小，水平位移x測量準確，則初速度測量值偏大，由于丙同學所選用的即為正確的坐標，所以丙同學的結(jié)果準確。11．（1）ABC（2）調(diào)節(jié)斜槽末段水平（3）1【解析】解：(1)A、為了保證小球離開斜槽后做平拋運動，安裝斜槽軌道時，使其末端保持水平，故選項A正確；B、為準確方便確定小球運動軌跡，應調(diào)整木板，使之與小球下落的豎直面平行，故選項B正確；C、為保證小球做平拋運動的初速度相等，每次小球應從斜槽的同一位置由靜止釋放，故選項C正確；D、用平滑的曲線連接描繪的點得到小球的運動軌跡，故選項D錯誤；(2)小球能自動滾下說明斜槽末端不水平，應該調(diào)整：調(diào)節(jié)斜槽末端水平，保證小球做平拋運動；(3)根據(jù)，解得小球從O運動到P的時間水平方向則有，解得小球初速度的大小12．勻速勻加速（或自由落體）勻速1【解析】（1）因為平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，所以影子1做勻速運動，在豎直方向上做自由落體運動，所以影子2做自由落體運動．（2）設(shè)小球平拋運動的初速度為v，t時間內(nèi)下落的高度為h，O點與屏間的距離為l，屏上影子在t時間移動的位移為x．根據(jù)圖示，由數(shù)學知識可得：，又h=gt2，聯(lián)立解得x=t；即影子的位移與時間成正比，所以當小球自O(shè)點平拋過程中在光屏上的影子做勻速直線運動.（3）物體在豎直方向上有：y=gt2

水平方向上x=vt

=tanθ；聯(lián)立解得：x=tanθ；由圖可知=解得：v=s；13．CA【解析】【分析】【詳解】（1）[