物理人教版必修2課時(shí)作業(yè)5-3實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)

課時(shí)作業(yè)3實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)量的物理量有(D)A．小球的質(zhì)量B．小球的釋放點(diǎn)到斜槽末端的豎直高度C．運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)到原點(diǎn)的距離D．運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)到原點(diǎn)的水平距離和豎直距離解析：該實(shí)驗(yàn)的目的是描軌跡和測(cè)初速度v0.要測(cè)v0需求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間和水平位移大小，由t＝eq\r(\f(2h,g))可知，求時(shí)間需要測(cè)小球的下落高度，即豎直位移．2．從同一高度以不同的速度水平拋出兩個(gè)質(zhì)量不同的石子，下列說(shuō)法正確的是(C)A．初速度大的先落地 B．質(zhì)量大的先落地C．兩個(gè)石子同時(shí)落地 D．無(wú)法判斷解析：依據(jù)x＝v0t，h＝eq\f(1,2)gt2判斷，重力加速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間與水平速度無(wú)關(guān)，C正確，A、D錯(cuò)誤．故答案為C.3．如圖所示，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球A沿軌道滑下，離開(kāi)軌道末端(末端水平)時(shí)撞開(kāi)輕質(zhì)接觸式開(kāi)關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落．改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時(shí)落地．該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了A球在離開(kāi)軌道后(C)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)是自由落體運(yùn)動(dòng)D．豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：改變高度做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)A、B仍同時(shí)落地，只能說(shuō)明A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球自由落體運(yùn)動(dòng)情況相同，故C項(xiàng)正確．4．從水平水管中噴出的水柱顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，從水柱的形狀我們可以想到(A)A．由于水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該越來(lái)越大B．由于水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該越來(lái)越小C．盡管水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該是不變的D．從水柱是向下彎曲的這一現(xiàn)象，我們無(wú)法想到什么解析：從水平水管噴出的水柱顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，水柱彎曲方向向下，是因?yàn)槭艿街亓Φ淖饔?，且在豎直方向上加速，速度應(yīng)該越來(lái)越大．5．做雜技表演的汽車從高臺(tái)水平飛出，在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后著地．記者從側(cè)面用照相機(jī)通過(guò)多次曝光，拍攝到汽車在著地前后一段時(shí)間內(nèi)的3幅運(yùn)動(dòng)照片，如圖所示．已知相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔相等，汽車的長(zhǎng)度為l，則下列說(shuō)法不正確的是(D)A．從左邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度大小B．從左邊一幅照片可推算出相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔C．從中間一幅照片可推算出照片中間的小汽車對(duì)應(yīng)時(shí)刻的速度D．從右邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度解析：由平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可得：小車在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，可以從圖中讀出水平方向的格數(shù)是汽車的水平位移，豎直方向由Δs＝aT2可求出每段的時(shí)間間隔，從而求出水平速度，A、B正確；C項(xiàng)中，由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律v中＝eq\f(s,2T)得豎直分速度，與水平分速度矢量合成可求出中間時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度．而D項(xiàng)中，小車已落地，不再符合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，無(wú)法推算．二、多項(xiàng)選擇題6．在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(AC)A．安裝有斜槽的木板時(shí)，一定要注意檢查斜槽末端切線是否水平、木板是否豎直B．斜槽必須光滑C．每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放D．實(shí)驗(yàn)的目的是描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)水平和豎直分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解析：做本實(shí)驗(yàn)必須使斜槽末端切線水平，使釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，以確保小球水平飛出和正確畫出坐標(biāo)軸．斜槽沒(méi)必要必須光滑，只要能使小球滑出的初速度相同即可，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．小球每次從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始滾下，可保證小球每次飛出的初速度相同．本實(shí)驗(yàn)的目的是描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，并計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，D錯(cuò)誤．7．為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開(kāi)，自由下落．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有(BC)A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B．兩球應(yīng)同時(shí)落地C．應(yīng)改變裝置的高度，多次實(shí)驗(yàn)D．實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，兩球質(zhì)量沒(méi)有必要相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；改變裝置的高度，且每次都同時(shí)落地，才能說(shuō)明A球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B、C正確；本實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．8．如圖所示，方格坐標(biāo)每一小格邊長(zhǎng)為10cm，一物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)分別經(jīng)過(guò)O、a、b三點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，則下列結(jié)論正確的是(CD)A．O點(diǎn)就是拋出點(diǎn)B．a(chǎn)點(diǎn)速度va與水平方向成45°角C．小球拋出速度v＝1m/sD．小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的速度為eq\f(\r(13),2)m/s解析：由于O、a、b三點(diǎn)水平方向距離相等，說(shuō)明tOa＝tab，若O點(diǎn)為拋出點(diǎn)，則在豎直方向連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移之比為135，而從題圖看，豎直方向相等時(shí)間內(nèi)位移之比為12，所以O(shè)點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，故A錯(cuò)．因O到a的位移方向與水平方向成45°，所以物體經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向夾角肯定大于45°，故B錯(cuò)．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式a＝eq\f(Δs,t2)，a＝g＝10m/s2，得t＝eq\r(\f(Δs,g))＝0.1s＝tOa＝tab.水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，速度v＝vx＝eq\f(s,t)＝1m/s，故C對(duì)．小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)豎直方向分速度vay＝eq\f(sOby,tOb)＝eq\f(0.3,0.2)m/s＝1.5m/s，得va＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,ay))＝eq\f(\r(13),2)m/s，故D對(duì)．三、非選擇題9．某同學(xué)課外研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，并將實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的兩物理量Q和S的數(shù)值填表如下，Q和S的單位相同但沒(méi)有寫出．(g取10m/s2).Q0.000.200.400.600.801.00S0.000.050.200.450.801.25(1)上表中Q表示的物理量是水平位移，S表示的物理量是豎直位移．(2)若上表中Q和S用的都是國(guó)際單位制中的單位，則平拋物體的水平速度為2.0m解析：(1)由Q和S的變化規(guī)律知，Q為平拋物體的水平位移，S為平拋物體的豎直位移．(2)由表格可知，豎直方向上平拋物體在相等的時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)的位移之差為Δy＝0.10m，由Δy＝gT2，得T＝eq\r(\f(Δy,g))＝0.10s．水平方向上平拋物體在相等時(shí)間內(nèi)的位移x＝0.20m，則平拋物體的水平速度為v0＝eq\f(x,T)＝eq\f(0.20,0.10)m/s＝2.0m/s.10．某物理興趣小組在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，將小球做平拋運(yùn)動(dòng)，用頻閃照相機(jī)對(duì)準(zhǔn)方格背景照相，拍攝到了如圖所示的照片，但照片上有一破損處．已知每個(gè)小方格邊長(zhǎng)10cm，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝10m/s2.(1)若以拍攝的第1個(gè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，則照片上破損處的小球位置坐標(biāo)為x＝40cm，y＝30(2)小球平拋的初速度大小為2m解析：(1)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向上相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，可知破損處的橫坐標(biāo)x＝4L＝40cm，豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等，可知破損處的縱坐標(biāo)y＝3L＝(2)在豎直方向上，根據(jù)Δy＝L＝gT2得相等的時(shí)間間隔為：T＝eq\r(\f(L,g))＝eq\r(\f(0.1,10))s＝0.1s，則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為：v0＝eq\f(2L,T)＝eq\f(2×0.1,0.1)m/s＝2m/s.11．利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖甲所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，MN為水平木板．已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，懸點(diǎn)與木板間的距離OO′＝h(h>L)．(1)電熱絲P必須置于懸點(diǎn)正下方的理由是使小球運(yùn)動(dòng)的初速度v0為水平方向，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)．(2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落在木板上的C點(diǎn)，O′C＝x，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝xeq\r(\f(g,2h－L)).(3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向間的夾角θ，小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離x將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以x2為縱坐標(biāo)，cosθ為橫坐標(biāo)，得到如圖乙所示圖象，則當(dāng)θ＝30°時(shí)，x為0.52m解析：本題是利用單擺描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，屬實(shí)驗(yàn)原理的遷移應(yīng)用．(1)使小球運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)正下方時(shí)，速度為水平方向，保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)．(2)