2021-2022學(xué)年教科版2019必修第二冊(cè)-1.3探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)-同步作業(yè)解析版

2021-2022學(xué)年教科版〔2021〕必修第二冊(cè)同步作業(yè)〔解析版〕1．如圖，用小錘輕擊彈簧金屬片，A球向水平方向飛出，同時(shí)B球被松開，豎直向下運(yùn)動(dòng)．〔1〕用不同的力打擊彈簧金屬片，可以觀察到______．A．A球的運(yùn)動(dòng)線路不同，B球的運(yùn)動(dòng)線路相同B．A、B兩球運(yùn)動(dòng)線路均相同C．A、B兩球同時(shí)落地D．力越大，A、B兩球落地時(shí)間間隔越大〔2〕用頻閃照相的方法研究A、B兩球的運(yùn)動(dòng)，如圖2是它們運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，僅從照片上看，相鄰豎直線之間的距離相等，相鄰水平線之間的距離不相等，據(jù)此，可以認(rèn)為______A．小球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)B．小球在水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)C．小球在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng)D．小球在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)．2．在研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如下圖，用小錘打擊彈性金屬片，A球就沿水平飛出，做平拋運(yùn)動(dòng)．同時(shí)B球被松開，做自由落體運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)說明，越用力打擊金屬片，A球的水平速度也越大，它飛行的水平距離就越遠(yuǎn)．但A、B兩球總是同時(shí)落到地面．這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明，做平拋運(yùn)動(dòng)的A球在豎直方向上做________________運(yùn)動(dòng)．3．用如下圖的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)，用小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落．A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，觀察到兩球_______落地〔填“同時(shí)〞或“不同時(shí)〞〕；改變打擊的力度，重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察到兩球_______落地〔填“同時(shí)〞或“不同時(shí)〞〕．4．兩個(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)采用如圖甲所示的裝置．用小錘擊打彈性金屬片，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，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明__________．A．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)〔2〕乙同學(xué)采用如圖乙所示的位置．兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切，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，使兩小球能以相同的初速度同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出，實(shí)驗(yàn)可觀察到P球擊中Q球．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_________________．A．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)5．用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)，兩相同的斜槽固定在同一豎直面內(nèi)，它們的軌道末端水平，下方的斜槽末端與光滑水平軌道平滑連接。把兩個(gè)相同小球，均從斜槽的頂端由靜止同時(shí)釋放，觀察到兩小球恰好在水平軌道相遇，這說明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上的分運(yùn)動(dòng)是_______；用如圖乙所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球2與斜槽末端在同一水平線上，將小球1從斜槽某處釋放，當(dāng)它到達(dá)斜槽末端時(shí)觸發(fā)接收器，小球2被釋放。觀察到兩小球恰好在小球2初位置的正下方相遇，這說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是_______。6．某學(xué)習(xí)小組的同學(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)采用如圖甲所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，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，改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明____________?！?〕乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，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v0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，使兩小球能同時(shí)以相同的初速度v0分別從軌道M、N的下端射出。實(shí)驗(yàn)可觀察到兩小球在水平面上的某位置相撞。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____________________。7．在?球形物體空氣阻力大小與速率關(guān)系的研究?中以氣球?yàn)閷?shí)驗(yàn)對(duì)象，并保持同一氣球的體積不變，探究球形物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力的大小跟速率的定量關(guān)系。如果氣球下落時(shí)的空氣阻力恰好等于重力，氣球?qū)⒆鰟蛩龠\(yùn)動(dòng)。根據(jù)這個(gè)道理，可以測量氣球所受空氣阻力的大小。氣球的速率可以用數(shù)碼相機(jī)測量。在氣球下落軌跡旁邊固定一把刻度尺，用數(shù)碼相機(jī)拍攝氣球運(yùn)動(dòng)的視頻，得到分幀照片，根據(jù)相鄰照片氣球的位置間隔可以判斷氣球是否在做勻速運(yùn)動(dòng)，由分幀照片的周期和氣球位置在刻度尺上的具體讀數(shù)就可以計(jì)算氣球的速率，如圖研-1，在氣球的氣嘴上綁定一根硬鐵絲，下面懸吊一個(gè)重物，使氣球下落時(shí)能大致保持豎直方向，以保證能用刻度尺測量到重物的位置。測出氣球連同鐵絲和重物所受的總重力G。之后，請(qǐng)一名同學(xué)在刻度尺的上方釋放氣球，另一名同學(xué)用數(shù)碼相機(jī)在刻度尺前拍攝氣球下落的視頻，并得到分幀照片。在確認(rèn)相鄰兩幀照片之間重物下落的距離根本相等的情況下，讀出某幀照片上重物位置在刻度尺上的讀數(shù)為l0〔圖研-1甲〕，再經(jīng)過n幀照片后的讀數(shù)為ln〔圖研-1乙〕，那么可以得到相鄰兩幀照片之間重物下落位移的平均值為l＝___________。把上述實(shí)驗(yàn)中氣球和重物所受的總重力G和相鄰兩幀照片之間重物下落的位移l作為實(shí)驗(yàn)的第1組數(shù)據(jù)填在表格中。改變重物的質(zhì)量，仍然用原氣球重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到各組不同的G和l的數(shù)據(jù)，填在同一表格中。以氣球所受空氣阻力Ff為縱坐標(biāo)軸，以氣球勻速運(yùn)動(dòng)的速率v為橫坐標(biāo),設(shè)相鄰兩幀照片時(shí)間間隔為T(單位為秒〕請(qǐng)用描點(diǎn)法在Ff-v坐標(biāo)系中描繪出Ff和v函數(shù)圖像___________，認(rèn)真觀察分析圖像，由此得出氣球在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力大小跟它運(yùn)動(dòng)的速率存在怎么樣關(guān)系？______________________。8．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以用如下圖的實(shí)驗(yàn)形象描述．〔1〕小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O水平拋出，做平拋運(yùn)動(dòng)．兩束光分別沿著與坐標(biāo)軸平行的方向照射小球，在兩個(gè)坐標(biāo)軸上留下了小球的兩個(gè)影子．影子1做_______運(yùn)動(dòng)，影子2做_______運(yùn)動(dòng)．〔2〕如假設(shè)在O點(diǎn)放一點(diǎn)光源S，同時(shí)在x軸上某位置固定上一平行于y軸的足夠大光屏，那么當(dāng)小球自O(shè)點(diǎn)平拋過程中在光屏上的影子做_______運(yùn)動(dòng)．〔3〕如圖a是研究小球在斜面上平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)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．那么：由圖b可知，小球在斜面頂端水平拋出時(shí)的初速度v0=_______m/s．9．小明用如圖甲所示的裝置“研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)〞，他的實(shí)驗(yàn)操作是：在小球A、B處于同一高度時(shí)，用小錘輕擊彈性金屬片，使A球水平飛出，同時(shí)B球被松開。(1)他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B_______〔填“同時(shí)〞或“先后〞〕落地；(2)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間______〔填“變長〞“不變〞或“變短〞〕；(3)上述現(xiàn)象說明：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與_________大小無關(guān)，平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是_________運(yùn)動(dòng)；(4)然后小明用圖乙所示方法記錄平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，由于沒有記錄拋出點(diǎn)，如圖丙所示，數(shù)據(jù)處理時(shí)選擇A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)〔0，0〕，結(jié)合試驗(yàn)中重錘方向確定坐標(biāo)系，丙圖中小方格的邊長均為，g取10m/s2，那么小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小為______m/s。參考答案1．ACA【詳解】〔1〕[1]A做平拋運(yùn)動(dòng)，B做自由落體運(yùn)動(dòng)，用不同的力打擊彈簧金屬片，可以觀察到A球的運(yùn)動(dòng)線路不同，B球的運(yùn)動(dòng)線路相同，A、B兩球同時(shí)落地，所以選AC；〔2〕[2]相鄰豎直線之間的距離相等說明平拋在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確。2．自由落體【詳解】用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)B球被松開，由于B球僅受重力，初速度為零，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，由于兩球落到地面的時(shí)間相等，可知平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。3．同時(shí)同時(shí)【詳解】[1][2]由于兩球同時(shí)運(yùn)動(dòng)，A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球自由落體運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)每次兩球都同時(shí)落地，由于兩球同時(shí)落地，因此說明A、B在豎直方向運(yùn)動(dòng)規(guī)律是相同的，故根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。4．B;A;【解析】〔1〕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，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，知A球豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與B球相同，即平拋運(yùn)動(dòng)的豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)；應(yīng)選B．〔2〕兩小球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到兩球?qū)⑾嗯?，知P球水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與Q球相同，即平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；應(yīng)選A．點(diǎn)睛：該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙，有創(chuàng)新性，使復(fù)雜問題變得更直觀，因此在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理，要重視學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新．5．勻速直線運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)【詳解】[1]兩小球恰好在水平軌道相遇，這說明兩球在水平方向的運(yùn)動(dòng)相同，說明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)；[2]觀察到兩小球恰好在小球2初位置的正下方相遇，這說明兩球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)相同，即說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。6．平拋運(yùn)動(dòng)的豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)【詳解】〔1〕[1]通過對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說明兩球的運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，由此說明做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)?！?〕[2]兩球在光滑水平板上相遇，水平方向運(yùn)動(dòng)情況相同，說明平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。7．l＝成正比【詳解】(1)[1]重物下落的距離為相鄰兩幀照片之間重物下落位移的平均值為(2)[2]當(dāng)氣球勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有勻速的速度為所以重物的重力與相鄰兩兩幀下落的距離的關(guān)系，即為Ff和v函數(shù)圖像，如圖(3)[3]由圖可知，氣球在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力大小跟它運(yùn)動(dòng)的速率成正比。8．勻速勻加速〔或自由落體〕勻速1【詳解】〔1〕因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以影子1做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以影子2做自由落體運(yùn)動(dòng)．〔2〕設(shè)小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v，t時(shí)間內(nèi)下落的高度為h，O點(diǎn)與屏間的距離為l，屏上影子在t時(shí)間移動(dòng)的位移為x．根據(jù)圖示，由數(shù)學(xué)知識(shí)可得：，又h=gt2，聯(lián)立解得x=t；即影子的位移與時(shí)間成正比，所以當(dāng)小球自O(shè)點(diǎn)平拋過程中在光屏上的影子做勻速直線運(yùn)動(dòng).〔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