第五章第三節(jié)實驗探究平拋運動的特點（原卷版）

第五章第三節(jié)實驗：探究平拋運動的特點——精剖細解學(xué)習(xí)講義知識點：實驗：探究平拋運動的特點【實驗?zāi)康摹刻骄科綊佭\動水平分運動的特點。探究平拋運動豎直分運動的特點。描出平拋物體的運動軌跡。求出平拋物體的初速度?！緦嶒炘怼科綊佭\動可以看作是兩個分運動的合成：一是水平方向的勻速直線運動，其速度等于平拋物體運動的初速度；另一個是豎直方向的自由落體運動。利用鉛筆確定做平拋運動的小球運動時若干不同位置，然后描出運動軌跡，測出曲線上任一點的坐標x和y，利用公式x=vt和y=QUOTE1212gt2就可求出小球的水平分速度，即平拋物體的初速度。【實驗儀器】木板及豎直固定支架、斜槽（附金屬小球）、重錘、圖釘、白紙、刻度尺、三角板、鉛筆?！緦嶒炑b置圖】【實驗步驟】1．把斜槽放在桌面上，讓其末端伸出桌面外，調(diào)節(jié)末端使其切線水平固定。

2．在帶有支架的木板上，用圖釘把白紙定好，并讓豎放木板左上方靠近槽口，使小球滾下飛出后的軌道平面跟板面平行。（如圖所示）

3．把小球飛離斜槽末端時的球心位置投影到白紙上，描出點O，過O點利用重垂線描出豎直方向。4．讓小球每次都從斜槽上同一適當位置滾下，在粗略確定的位置附近，用鉛筆較準確地確定小球通過的位置，并記下這一點，以后依次改變x值，用同樣的方法確定其他各點的位置。5．把白紙從木板上取下來，用三角板過O作與豎直方向垂直的x軸，將一系列所描的點用平滑的曲線連接起來，這就是小球平拋運動的軌跡?！緦嶒灁?shù)據(jù)的處理】【實驗誤差】1．安裝斜槽時，其末端切線不水平。

2．小球每次滾下的初位置不盡相同。3．建立坐標系時，可能誤將斜槽末端端口作為坐標原點。

4．空氣阻力使小球不是真正的平拋運動。5.描點不準確?！咀⒁馐马棥?．實驗中必須保持通過斜槽末端的切線水平，木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近圖板但不接觸。2．小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，即在斜槽上固定一個擋板，每次都從擋板位置釋放小球。

3．坐標原點（小球做平拋運動的起點）不是槽口的端點，應(yīng)是小球在槽口時，球心在木板上的水平投影點。

4．要在斜槽上適當?shù)母叨柔尫判∏颍顾赃m當?shù)乃匠跛俣葤伋?，其軌跡由圖板左上角到達右下角；要在平拋軌跡上選取距O點遠一些的點來計算小球的初速度，這樣可以減小測量誤差。5.固定木板時，木板必須處在豎直平面內(nèi)且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，固定時要用重錘線檢查坐標紙是豎直。頻閃照相的方法：通過頻閃照相，獲得小球做平拋運動時的頻閃照片(如下圖所示)；以拋出點為原點，建立直角坐標系；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；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；分析數(shù)據(jù)得出小球水平分運動和豎直分運動的特點。拋出時間T2T3T4T5T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1．如圖所示，將一籃球從地面上方B點斜向上拋出，剛好垂直擊中籃板上的A點，不計空氣阻力，若從拋射點B向籃板方向水平移動一小段距離，仍使拋出的籃球垂直擊中A點，則可行的是（）A．增大拋射速度v0，同時減小拋射角θB．增大拋射角θ，同時減小拋出速度v0C．減小拋射速度v0，同時減小拋射角θD．增大拋射角θ，同時增大拋出速度v02．從離地面高h處投出A、B、C三個小球，A球自由下落，B球以速度v水平拋出，C球以速度2v水平拋出，它們落地時間tA、tB、tC的關(guān)系是（）A． B． C． D．3．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，不計空氣阻力。根據(jù)照片顯示的信息，下列說法中正確的是（）A．不能確定a球是否從A點水平拋出B．不能確定a球沿豎直方向的運動是自由落體運動C．不能確定a球沿水平方向的運動是勻速直線運動D．當a球與b球運動了時它們之間的距離最小4．如圖所示，將兩個相同的斜滑道固定在同一豎直平面內(nèi)，最右端對齊，最下端水平，下面的滑道與光滑水平板平滑連接。把兩個相同的小鋼球從滑道的相同高度由靜止同時釋放，觀察到1球總能恰好擊中2球。該實驗說明（）A．平拋運動在豎直方向做自由落體運動B．平拋運動在水平方向做自由落體運動C．平拋運動在豎直方向做勻速直線運動D．平拋運動在水平方向做勻速直線運動5．某學(xué)習(xí)小組利用的頻閃功能，成功記錄了兩小球的運動情況。實驗中兩個小球同時開始運動，甲小球由靜止釋放，乙小球水平拋出。小組成員從照片中看到，同一時刻兩小球處于同一高度，這說明了（）A．平拋運動在水平方向上的運動是勻速直線運動B．平拋運動在水平方向上的運動是自由落體運動C．平拋運動在豎直方向上的運動是勻速直線運動D．平拋運動在豎直方向上的運動是自由落體運動6．研究平拋運動在豎直方向的運動規(guī)律實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是（）A．A球的初速度越小，走過的水平距離越大B．無論A球的水平初速度大小如何，它總是和B球同時落地C．用力大小不一樣，A球在空中運動時間就不一樣D．兩球落地速度大小一樣大實驗題7．某學(xué)習(xí)小組利用不同的實驗裝置，進行探究平拋運動規(guī)律的實驗：（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。為了驗證做平拋運動的小球在豎直方向做自由落體運動，用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，下列說法中正確的有。A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B．兩球的質(zhì)量可以不相等C．兩球應(yīng)同時落地D．應(yīng)改變裝置的高度，多次實驗E.實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動（2）乙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖乙所示的小球做平拋運動的照片，圖中背景方格的邊長均為5cm，如果重力加速度g取，照相機的閃光頻率為Hz；小球平拋的初速度大小為m/s，經(jīng)過B點時的豎直分速度大小為m/s。（所有結(jié)果保留2位有效數(shù)字）8．兩個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗。（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘打擊彈性金屬片。金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地；讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片，即改變A球被彈出時的速度，實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是。上述現(xiàn)象說明平拋運動的豎直分運動是。（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切，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，使兩小鐵球能以相同的初速度同時分別從軌道M、N的下端射出，實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是，僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，上述現(xiàn)象說明平拋運動的水平分運動是。9．某次實驗中用頻閃照相技術(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，a球從A點水平拋出的同時，b球從與A點等高的B點開始無初速度下落，背景小方格為相同的正方形，重力加速度g取，不計空氣阻力。（1）比較a、b兩小球的運動軌跡能確定平拋運動在豎直方向的運動是（填標號）。A．自由落體運動

B．勻速直線運動（2）照相機拍攝相鄰兩張照片的時間間隔為s，并結(jié)合照片可知背景小方格的邊長為m．10．某實驗小組的同學(xué)探究平拋運動的規(guī)律。（1）如圖甲所示，在豎直板上不同高度處各固定兩個完全相同的圓弧軌道，軌道的末端水平。在兩軌道上與軌道末端高度相同處各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關(guān)，兩個小球同時開始運動，以相同的速度同時到達圓弧軌道的末端，A球離開軌道在空中運動，B球則進入與軌道末端相連接的光滑水平軌道運動。則離開圓弧軌道后，A球做運動，B球在進入光滑的水平軌道后做運動；實驗過程中觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出結(jié)論是：。（2）圖乙中C為彈性鐵片，它位于B球的左面并夾緊A球，開始時兩球均靜止，當小錘D下擺時打擊鐵片C，使B球做平拋運動，同時使A球自由下落，對該實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象或應(yīng)得出的結(jié)論是：A．兩球在空中運動時，兩者高度始終相同B．兩球必定同時落地C．實驗表明，平拋運動就是自由落體運動D．實驗表明，平拋運動的水平分運動是勻速直線運動11．如圖所示，在豎直板上不同高度處固定兩個完全相同的圓弧軌道，軌道的末端水平，在它們相同的位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關(guān)1控制，在上軌道末端O點同一高度處固定第三塊電磁鐵，并通過O點處的開關(guān)2控制。通電后，三塊電磁鐵分別吸住三個相同的小鐵球．斷開開關(guān)兩個小鐵球同時開始運動，當A小球運動到斜槽末端O點處時，觸動開關(guān)小球開始做自由落體運動，同時A小球做平拋運動，B球進入一個光滑的水平軌道，三個小球恰好在P點相遇。（1）球在P點相遇，說明平拋運動在水平方向是運動；（2）球在P點相遇，說明平拋運動在豎直方向是運動；（3）忽略小球的大小，固定在豎直板上的方格紙為正方形小格，每小格的邊長均為，則小球A做平拋運動的初速度大小為，落到P點時的速度方向與水平方向夾角的正切值為。（取重力加速度）12．（1）如圖所示，在研究物體做平拋運動時，讓小球A沿曲面軌道滾下，離開軌道末端時（末端水平，小球A離開軌道時和小球B在同一高度），撞開接觸式開關(guān)S（開關(guān)對小球的作用力可忽略不計），被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。多次改變整個裝置的高度H重復(fù)上述實驗，發(fā)現(xiàn)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自由落體運動D．豎直方向的分運動是勻速直線運動（2）如題圖所示，兩個完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上不同高度處，軌道的末端水平.在它們相同位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關(guān)，兩個小球同時開始運動。離開圓弧軌道后，A球做平拋運動，B球進入一個光滑的水平軌道，則：B球進入水平軌道后將做運動；改變A軌道距離B軌道的高度，多次重復(fù)上述實驗過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是。13．某同學(xué)用圖示裝置研究平拋運動及其特點，他的實驗操作是：在小球A、B處于同一高度時，用小錘輕擊彈性金屬片，使A球水平飛出，同時B球被松開。他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B（填“同時”或“不同時”）落地；讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片，A球在空中運動的時間將（填“變長”、“不變”或“變短”）；上述現(xiàn)象說明：平拋運動的時間與大小無關(guān)，平拋運動的豎直分運動是運動。14．某同學(xué)在“探究平拋運動的規(guī)律”時做了以下操作．（1）先采用圖甲所示裝置，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B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地．改變小錘打擊力的大小，即可改變球A被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明．（2）接著他用頻閃照相機得到小球做平拋運動的閃光照片，圖乙是照片的一部分，正方形小方格每邊長L=1.0cm，閃光的快慢是每秒30次，則可以計算出小球做平拋運動的初速度是m/s．15．如圖，用小錘輕擊彈簧金屬片，A球向水平方向飛出，同時B球被松