5.3 實(shí)驗(yàn) 探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)同步練2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

新人教版高中物理必修第二冊(cè)PAGEPAGE15.3實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．(多選)在探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)時(shí)，可以選用如圖所示的各種裝置圖，以下說(shuō)法正確的是()A．選用裝置1探究平拋物體的水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時(shí)落地B．選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示的平拋軌跡，豎直管上端A一定要低于水面C．選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放D．除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機(jī)拍攝鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)每秒15幀的錄像獲得平拋軌跡2．在“探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是()A．保證小球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小B．保證小球飛出時(shí)，初速度水平C．保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等D．保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線3．(多選)在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是()A．安裝斜槽和木板時(shí)，一定要注意木板是否豎直B．安裝斜槽和木板時(shí)，只要注意小球不和木板發(fā)生摩擦即可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)的特點(diǎn)4．如圖所示為利用頻閃攝影方法拍攝的探究物體做平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的照片，圖中A、B、C為三個(gè)同時(shí)由同一點(diǎn)O出發(fā)的相同小球。OA′為A球在光滑水平面上以速度v運(yùn)動(dòng)的軌跡；OB′為B球以速度v被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡；OC′為C球自由下落的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)分析上述三條軌跡可得出結(jié)論：(1)_____________________________(2)_____________________________5．做雜技表演的汽車(chē)從高臺(tái)水平飛出，在空中運(yùn)動(dòng)后著地，一架照相機(jī)通過(guò)多次曝光，拍攝到汽車(chē)在著地前后一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)照片如圖所示(虛線為正方形格子)。已知汽車(chē)長(zhǎng)度為3.6m，相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔相等，由照片可推算出汽車(chē)離開(kāi)高臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)_______m/s，高臺(tái)離地面的高度為_(kāi)_______m。(g取10m/s2)6．在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，(1)圖1是用橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)，確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的________在坐標(biāo)紙上的水平投影點(diǎn)。A．球心B．球的上端C．球的下端在此實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是________。A．斜槽軌道必須光滑B．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些C．用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái)D．y軸的方向根據(jù)重錘線確定(2)圖2是利用圖1裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，由照片可判斷實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的是________。A．釋放小球時(shí)初速度不為0B．釋放小球的初始位置不同C．斜槽末端切線不水平7．在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)描點(diǎn)法畫(huà)出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，并求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)將固定有斜槽的木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，實(shí)驗(yàn)前要檢查木板是否水平，請(qǐng)簡(jiǎn)述你的檢查方法：______________________。(2)關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)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)前要用重錘線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直D．小球的平拋運(yùn)動(dòng)要靠近木板但不接觸(3)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，坐標(biāo)紙應(yīng)當(dāng)固定在豎直的木板上，圖中坐標(biāo)紙的固定情況與斜槽末端的關(guān)系正確的是________。(4)某同學(xué)在描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，得到的部分軌跡曲線如圖乙所示。在曲線上取A、B、C三個(gè)點(diǎn)，測(cè)量得到A、B、C三點(diǎn)間豎直距離h1＝10.20cm，h2＝20.20cm，A、B、C三點(diǎn)間水平距離x1＝x2＝x＝12.40cm，g取10m/s2，則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0的計(jì)算式為_(kāi)_______(用字母h1、h2、x、g表示)，代入數(shù)據(jù)得其大小為_(kāi)_______m/s。8．在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過(guò)的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用如圖所示的裝置。先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面釘上復(fù)寫(xiě)紙和白紙，并將該木板豎直立于槽口附近處，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)離槽口方向平移距離x，小球再?gòu)男辈凵暇o靠擋板處由靜止釋放，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＝4.78cm，B、C間距離y2＝14.58cm。(g取9.8m/s2)(1)根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量得小球初速度為v0＝________(用題中所給字母表示)。(2)小球初速度的測(cè)量值為_(kāi)_______m/s(保留兩位有效數(shù)字)。9．如圖所示為噴出細(xì)水流的數(shù)碼相片，照片中刻度尺的最小刻度為毫米，細(xì)水流是水平噴出的，試根據(jù)該照片研究：(1)已知水流做平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，找出研究其豎直分運(yùn)動(dòng)的方法，并證明豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)；(2)若取g＝10m/s2，試求水流噴出的速度(保留三位有效數(shù)字)。

--☆參考答案☆--1.[答案]BD[解析]選用裝置1探究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，應(yīng)該用耳朵聽(tīng)聲音判斷A、B兩球是否同時(shí)落地，所以A錯(cuò)誤；裝置2中豎直管上端A一定要低于水面，才能保證兩管上端之間的壓強(qiáng)差恒定，水離開(kāi)噴嘴時(shí)的速度恒定，所以B正確；裝置3中從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球，才能保證每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，因此C錯(cuò)誤；D正確。2.[答案]B[解析]斜槽末端切線必須水平，是為了確保初速度水平，以滿足平拋運(yùn)動(dòng)的條件，故B正確。3.[答案]ACD[解析]安裝斜槽和木板時(shí)，木板要豎直，以保證描點(diǎn)準(zhǔn)確，故A正確，B錯(cuò)誤；為保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放，故C正確；實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪沁x項(xiàng)D所述，故D正確。4.[答案](1)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。[解析]仔細(xì)觀察照片可以發(fā)現(xiàn)，B、C兩球在任一曝光瞬間的位置總在同一水平線上，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)小球B在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)相同；而A、B兩小球在任一曝光瞬間的位置總在同一豎直線上，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)小球B在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與勻速直線運(yùn)動(dòng)相同。5.[答案]1211.25[解析]由照片知在前兩段曝光的時(shí)間間隔內(nèi)，汽車(chē)的豎直位移之差Δy＝l＝3.6m，又Δy＝gT2，所以相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔T＝eq\r(\f(Δy,g))＝eq\r(\f(3.6,10))s＝0.6s。相鄰兩次曝光時(shí)間內(nèi)的水平位移2l＝7.2m所以汽車(chē)離開(kāi)高臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度大小v0＝eq\f(2l,T)＝eq\f(7.2,0.6)m/s＝12m/s。第二次曝光時(shí)車(chē)的豎直速度vy＝eq\f(3l,2T)＝eq\f(3×3.6,2×0.6)m/s＝9m/s，此時(shí)，車(chē)下落的時(shí)間t1＝eq\f(vy,g)＝eq\f(9,10)s＝0.9s，從開(kāi)始到落地的總時(shí)間t2＝t1＋T＝1.5s，故高臺(tái)離地面的高度h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)＝eq\f(1,2)×10×1.52m＝11.25m。6.[答案](1)BBD(2)C[解析](1)由題干中確定小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法及實(shí)驗(yàn)原理知，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)小球的上端在坐標(biāo)紙上的水平投影點(diǎn)，所以選B。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，斜槽軌道不一定光滑，只要能夠保證小球從同一位置靜止釋放，即使軌道粗糙，小球離開(kāi)斜槽末端的速度也是一樣的，所以A錯(cuò)誤；記錄點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，能夠保證描點(diǎn)所得的軌跡更平滑、準(zhǔn)確，B正確；描點(diǎn)時(shí)與平滑曲線偏差過(guò)大的點(diǎn)須舍去，C錯(cuò)誤；y軸必須沿豎直方向，即用重錘線確定，即D正確。(2)由題圖2可知斜槽末端切線不水平，才會(huì)造成小球離開(kāi)斜槽后做斜拋運(yùn)動(dòng)，C符合題意。7.[答案](1)將小球放在木板的任意位置，小球靜止不動(dòng)，則木板水平(或用水平儀檢查木板是否水平等)(2)BCD(3)C(4)xeq\r(\f(g,h2－h(huán)1))1.24[解析](1)使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是使斜槽末端切線水平，檢查木板是否水平可以將小球放在斜槽的末端(或木板上的任意位置)看小球能否靜止，或用水平儀檢查木板是否水平等。(2)小球釋放的初始位置并非越高越好，若是太高，導(dǎo)致水平拋出的速度太大，實(shí)驗(yàn)難以操作，故A錯(cuò)誤；因?yàn)橐?huà)同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，故每次釋放小球的位置必須相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故B正確；小球豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，為了正確描繪其軌跡，必須確保坐標(biāo)紙上的豎線是豎直的，故C正確；實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到豎直木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線，故D正確。(3)斜槽末端是水平的，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，要分解為水平和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)，故方格紙應(yīng)該水平豎直，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該與小球在斜槽末端靜止時(shí)在豎直木板上的投影重合，故C正確。(4)小球在豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)，因此有h2－h(huán)1＝gt2，所以t＝eq\r(\f(h2－h(huán)1,g))，小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為v0＝eq\f(x,t)＝xeq\r(\f(g,h2－h(huán)1))，代入數(shù)據(jù)，解得v0＝1.24m/s。8.[答案](1)xeq\r(\f(g,y2－y1))(2)1.0[解析](1)設(shè)小球在水平方向每運(yùn)動(dòng)位移x，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T(mén)，豎直方向小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)推論有Δy＝gT2，即y2－y1＝gT2，得T＝eq\r(\f(y2－y1,g))，再由水平方向x＝v0T，有v0＝eq\f(x,T)＝xeq\r(\f(g,y2－y1))。(2)x＝10.00cm，A、B間距離y1＝4.78cm，B、C間距離y2＝14.58cm，將數(shù)據(jù)代入v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1))得v0＝1.0m/s。9.[答案](1)見(jiàn)解析(2)0.447m/s[解析](1)根據(jù)水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，可以按水平