新教材高中物理5.3實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課堂檢測(cè)含解析新人教版必修2

實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1.(多選)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”這一實(shí)驗(yàn)時(shí),下面哪些說法是正確的 ()A.安裝弧形槽時(shí),必須使槽的末端的切線方向保持水平B.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),每次都要讓小球從同一位置由靜止釋放C.小球與弧形槽不可避免的摩擦,會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果D.為了得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,不要忘記用天平稱出小球的質(zhì)量【解析】選A、B。為了保證小球的初速度水平,安裝弧形槽時(shí),必須使槽的末端的切線方向保持水平,故A正確;為了保證小球的初速度大小相等,每次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),都要讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放,斜槽是否光滑不影響實(shí)驗(yàn),故B正確,C錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量小球的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。2.如圖為用頻閃攝影方法拍攝的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片,小球在運(yùn)動(dòng)過程中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示。下列說法正確的是 ()A.若已知小方格的邊長,可求得平拋的初速度B.若已知小方格的邊長,可求得頻閃周期C.若已知小方格的邊長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?可求得a、b、c、d任一點(diǎn)的速度D.若已知小方格的邊長和頻閃周期,不可以求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取窘馕觥窟xC。豎直方向上相等時(shí)間的位移之差Δy=L,根據(jù)Δy=gT2得,相等的時(shí)間間隔T=,而水平方向v0=,因此知道小方格的邊長與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?即可求解初速度大小;再根據(jù)=,求得中間時(shí)刻豎直方向的速度,最后由速度的合成,即可求解該點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從而利用速度與時(shí)間關(guān)系,求得其他點(diǎn)的速度。已知小方格的邊長,可求得Δy,已知頻閃周期可知道T,由Δy=gT2可求得重力加速度。故C正確,A、B、D錯(cuò)誤;故選C。3.(多選)某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn),關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),以下說法正確的是 ()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【解析】選B、C、D。為了保證每次小球平拋的軌跡相同,拋出速度相同,每次小球必須從同一高度由靜止釋放,故A錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),小球運(yùn)動(dòng)軌跡在一個(gè)豎直面上,所以坐標(biāo)紙必須用重垂線檢查是否豎直,故C正確;小球的平拋運(yùn)動(dòng)靠近木板,但不能接觸,如果接觸,會(huì)受到摩擦力作用,使運(yùn)動(dòng)不再是平拋運(yùn)動(dòng),故D正確。4.(多選)“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示,在實(shí)驗(yàn)前應(yīng) ()A.將斜槽的末端切線調(diào)成水平B.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C.小球每次必須從斜槽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)【解析】選A、B、C。實(shí)驗(yàn)中必須保證小球做平拋運(yùn)動(dòng),斜槽的末端需水平,故A正確;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,故B正確;由于要記錄小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,必須重復(fù)多次,才能畫出幾個(gè)點(diǎn),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;在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O,不能作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),應(yīng)該以小球在末端時(shí),球心在豎直面上的投影作為起點(diǎn)和所建立坐標(biāo)系的原點(diǎn),故D錯(cuò)誤。5.(1)如圖所示,在研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),讓小球A沿曲面軌道滾下,離開軌道末端時(shí)(末端水平,小球A離開軌道時(shí)和小球B在同一高度),撞開接觸式開關(guān)S(開關(guān)對(duì)小球的作用力可忽略不計(jì)),被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落。多次改變整個(gè)裝置的高度H重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時(shí)落地。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后____________。

A.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)D.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)(2)“嫦娥四號(hào)”探月衛(wèi)星的成功發(fā)射,標(biāo)志著我國航天又邁上了一個(gè)新臺(tái)階。假設(shè)我國宇航員乘坐探月衛(wèi)星登上月球,如圖所示是宇航員在月球表面水平拋出小球的閃光照片的一部分。已知照片上方格的實(shí)際邊長為a,閃光周期為T,據(jù)此可以得出____________。

A.月球上的重力加速度為B.照片上A點(diǎn)一定是平拋的起始位置C.小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度大小為D.小球平拋的初速度為【解析】(1)A球與B球總是同時(shí)落地,說明A球豎直方向的分運(yùn)動(dòng)與B球的運(yùn)動(dòng)相同,B球做的是自由落體運(yùn)動(dòng),所以A球豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。(2)應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,在豎直方向有:Δh=gT2,其中:Δh=2a,代入可得:g=,故A錯(cuò)誤;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得B點(diǎn)豎直分速度為:vBy=,由速度公式:vBy=vAy+,可得:vAy=0,所以照片上A點(diǎn)一定是平拋的起始位置,故B正確;小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的豎直分速度為:vDy=g·3T=·3T=,所以小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度大小為:v0==,故C錯(cuò)誤;水平方向由:x=3a=v0T,可得初速度為:v0=,故D正確。答案:(1)D(2)B、D6.三個(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(1)所示的裝置,金屬片把A球沿水平方向彈出,同時(shí)B球被松開,自由下落,觀察到兩球同時(shí)落地,改變A球被彈出時(shí)的速度,兩球仍然同時(shí)落地,這說明

______________________________________。

(2)乙同學(xué)采用如圖(2)所示的裝置,兩個(gè)相同的弧形軌道M、N,兩小鐵球P、Q能以相同的初速度同時(shí)分別從軌道下端水平射出。實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是___。

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,這說明______________________________________。

(3)丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖(3)所示的“小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的照片。圖中每個(gè)小方格的邊長為10cm,則由圖可求得拍攝時(shí)每____________s曝光一次,該小球平拋的初速度大小為____________m/s,經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)速度大小為____________m/s。(g取10【解析】(1)在打擊金屬片時(shí),金屬片把A球沿水平方向彈出,做平拋運(yùn)動(dòng),同時(shí)B球被松開,做自由落體運(yùn)動(dòng),兩小球同時(shí)落地,說明A球與B球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同,即:說明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)。(2)兩小鐵球P、Q能以相同的初速度同時(shí)分別從軌道下端水平射出,小鐵球P做平拋運(yùn)動(dòng),小鐵球Q在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),可以看到:P球落地時(shí)剛好和Q球相遇;當(dāng)同時(shí)改變兩小球滾下的高度時(shí),仍能相碰,這說明:初速度相同時(shí),平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同,即:說明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)平拋運(yùn)動(dòng)可分解為: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);在豎直方向上:由Δh=gt2可得:t===s=0.1s;小球的初速度:v0==m/s=2m/s;在豎直方向上:vyb==m/s=1.5m/s小球經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的速度大小:vb==m/s=2.5m/s;答案:(1)平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)(2)P球落地時(shí)剛好和Q球相遇平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)(3)0.122.5【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照相照片的一部分,A、B、C三點(diǎn)是連續(xù)相等時(shí)間間隔拍攝的,圖中背景方格的邊長均為5cm,如果取g=10m/s(1)照相機(jī)的閃光頻率是____________Hz;

(2)小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是____________m/s;

(3)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度大小是____________m/s。

【解析】(1)在豎直方向上,根據(jù)Δy=2L=gT2得相等的時(shí)間間隔:T==s=0.1s,則閃光的頻率:f==Hz=10Hz(2)小球運(yùn)動(dòng)的水平分速度:vx==m/s=1.5m/s(3)B點(diǎn)的豎直分速度:vBy==m/s=2m/s答案:(1)10(2)1.5(3)27.在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,為了確定小球不同時(shí)刻在空中所通過的位置,實(shí)驗(yàn)時(shí)用了如圖所示的裝置。先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙。將該木板豎直立于水平地面上,使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A;將木板向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞在木板上得到痕跡B;將木板再向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離x,小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,再得到痕跡C,若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x=10.00cm,A、B間距離y1=5.02cm,B、C間距離y2=14.82cm。請(qǐng)回答以下問題(g=(1)根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量來求得小球初速度的表達(dá)式為v0=__________________;(用題中所給字母表示)

(2)小球初速度的值為v0=____________m/s;

(