【名師一號】2021年人教版物理雙基限時練-必修二：第五章-3實驗：研究平拋運動

雙基限時練(四)試驗：爭辯平拋運動1．如圖所示，在爭辯平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端(末端水平)時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落，轉(zhuǎn)變整個裝置的高度H做同樣的試驗，發(fā)覺位于同一高度的A、B兩球總是同時落地，該試驗現(xiàn)象說明白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解析轉(zhuǎn)變高度做試驗，發(fā)覺A、B兩球仍同時落地，只能說明A球的豎直分運動與B球自由落體運動狀況相同，故C項正確．答案C2．在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用下列各種裝置圖，以下操作合理的是()A．選用裝置1爭辯平拋物體豎直分運動，應(yīng)當(dāng)用眼睛看A、B兩球是否同時落地B．選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細水柱所顯示的平拋軌跡，豎直管上端A肯定要低于水面C．選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不肯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)碼照相機拍攝鋼球做平拋運動時每秒15幀的錄像獲得平拋軌跡解析選用裝置1爭辯平拋物體豎直分運動，由于兩個小球不是落在同一點，應(yīng)當(dāng)用耳朵聽A、B兩球是否同時落地，A操作不合理；只有當(dāng)裝置2中豎直管上端A低于水面時才能保證出水口處水壓恒定，水流速度恒定，就能獲得穩(wěn)定的細水柱所顯示的平拋軌跡，所以B操作合理；選用裝置圖3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次肯定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球，才能保證平拋小球的初速度相同，所以C操作不合理．能用數(shù)碼照相機拍攝鋼球做平拋運動時每秒15幀的錄像獲得平拋軌跡，D操作合理．答案BD3．在爭辯平拋運動試驗中，為減小空氣阻力對小球運動的影響，應(yīng)接受()A．實心小鐵球 B．空心小鐵球C．實心小木球 D．以上三種小球都可以解析為減小空氣阻力對小球運動的影響，阻力和球的重力相比越小，影響越小，故A選項正確．答案A4．安裝試驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必需是水平的，這樣做的目的是()A．保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小B．保證小球飛出時，初速度水平C．保證小球在空中運動的時間每次都相等D．保證小球運動的軌跡是一條拋物線解析平拋運動初速度的大小不是由斜槽末端是否水平打算的，而是由小球釋放點到斜槽水平端的豎直高度打算的，故A項不正確；爭辯平拋物體的運動，旨在弄清物體在水平和豎直兩個方向上怎樣運動，必需保證小球拋出時速度是水平的，并非要爭辯小球在空中運動的時間，故B項正確，C項不正確；無論小球飛出的初速度是水平還是傾斜的，其運動軌跡都是一條拋物線，故D項不正確．答案B5．下列哪些因素會使“探究平拋物體的運動”試驗的誤差增大()A．小球與斜槽之間有摩擦B．安裝斜槽時其末端不水平C．建立坐標(biāo)系時，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點D．依據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線上取作計算的點離原點O較遠解析從本試驗的試驗?zāi)康膩砜?，就是要“描出平拋物體的運動軌跡，并求出平拋物體的初速度”，有時同學(xué)認為假如小球與斜槽之間有摩擦，小球離開斜槽末端的平拋初速度比光滑斜槽的小，而錯選了A.假如認真考慮一下小球在斜槽中的運動，試驗中要求“應(yīng)使小球每次從槽上滾下時開頭的位置都相同”，目的就是要保證小球離開斜槽末端時的平拋初速度相等．而y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，得v0＝x·eq\r(\f(g,2y)).其中x、y均由刻度尺進行測量，計算點距拋出點O越遠，x、y值就越大，誤差越?。虼诵∏蚺c斜槽之間有摩擦，只要保證小球每次從槽上滾下的初始位置都相同，平拋時的初速度就都相同，不會引起誤差．假如安裝斜槽時其末端不水平，其運動就不是平拋而是斜拋運動，會引起誤差．應(yīng)以斜槽末端小球重心所在的位置為坐標(biāo)原點，否則會引起誤差．取值范圍越大，誤差越?。x項B、C正確．答案BC6．?dāng)?shù)碼相機大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝大約15幀照片，一同學(xué)用它拍攝小球從水平面飛出后做平拋運動的幾張連續(xù)照片，下列處理正確的是()A．只要測出相鄰三照片上小球的距離，就能推斷平拋運動的特點B．只要測出相鄰三照片上小球的水平距離，就能推斷平拋運動在水平方向上的運動特點C．只要測出相鄰三照片上小球的豎直距離，就能推斷平拋運動在水平方向上的運動特點D．只要測出相鄰三照片上小球的豎直距離，就能推斷平拋運動在豎直方向上的運動特點解析連續(xù)照片之間的時間間隔已知道，因此只需測量兩個方向上的對應(yīng)距離，即可爭辯兩個分運動的性質(zhì)．答案BD7．在做“探究平拋運動”的試驗時，讓小球多次從同一高度釋放沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡．為了能較精確?????地描繪運動軌跡．下面列出了一些操作要求，將正確的選項前面的字母填在橫線上________．A．調(diào)整斜槽的末端保持水平B．每次釋放小球的位置必需不同C．每次必需由靜止釋放小球D．記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必需嚴(yán)格地等距離下降E．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線解析物理試驗具體操作方式并不是一成不變的，依據(jù)試驗原理和要達到的目的，再結(jié)合現(xiàn)有試驗條件，機敏地、制造性地設(shè)計試驗方案、操作要求和操作規(guī)范是學(xué)習(xí)者應(yīng)具備的素養(yǎng)．試驗操作的要求是依據(jù)試驗原理和要達到的精度而設(shè)置的，要確定每一個操作是否正確必需從試驗原理入手思考．例如，爭辯平拋物體的運動，試驗操作必需保證小球做平拋運動；要描繪平拋物體的運動軌跡，必需是同一個運動過程物體經(jīng)過的位置的連線，因此每次釋放小球必需從同一高度，以保證每一次平拋運動軌跡重合．答案ACE8．某同學(xué)做平拋物體運動的試驗時，用帶孔的硬紙卡來確定小球位置，如圖所示，下面試驗步驟正確的排列挨次是__________．A．把鋼球從斜槽上的某點釋放，它飛出后開頭做平拋運動，在小球運動軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使球恰從小孔中心通過，然后對準(zhǔn)孔中心在白紙上登記一個點B．把小球放在斜槽末端，以球心位置作為平拋運動起點O，在白紙上標(biāo)出O點位置C．取下白紙，在紙上畫一條與豎直線Oy垂直的水平線OxD．用光滑曲線把記錄到小球通過位置的若干點連接起來，得到平拋運動的軌跡E．從斜槽上相同位置釋放小球，用步驟A的方法確定平拋軌跡上的其他點F．在軌跡上取幾個不同的點，測出它們的坐標(biāo)x和y，利用g值，求出初速度再取平均值G．利用重錘線畫出豎直線OyH．把白紙用圖釘固定在豎直木板上，把小球放在斜槽末端水平部分，調(diào)整到小球不滾動，再固定斜槽答案HBGAECDF9．在爭辯平拋運動的試驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L＝1.25cm，若小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球的初速度的計算公式為v0＝__________(用L、g表示)，其值是__________(取g＝9.8m/s2)．解析ab、bc、cd水平方向等間距：x＝2L＝v0T豎直方向：Δy＝aT2，即L＝gT2.所以v0＝eq\f(x,T)＝eq\f(2L,\r(L/g))＝2eq\r(Lg)＝2×eq\r(1.25×10－2×9.8)m/s＝0.70m/s.答案2eq\r(Lg)0.7m/s10．利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律，設(shè)計方案如圖甲所示，在懸點O正下方有水平放置的酷熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷：MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點與木板間的距離OO′＝h(h>L)．(1)電熱絲P必需置于懸點正下方的理由是_________________________________________________________________________.(2)將小球向左拉起后自由釋放，最終小球落在木板上的C點，O′C＝s，則小球做平拋運動的初速度v0為________．(3)在其他條件不變的狀況下，若轉(zhuǎn)變釋放小球時懸線與豎直方向間的夾角θ，小球落點與O′點的水平距離s將隨之轉(zhuǎn)變，經(jīng)多次試驗，以s2為縱坐標(biāo)，得到如圖乙所示圖象，則當(dāng)θ＝30°時，s為________m.解析(1)使小球運動到正下方，此時速度v0為水平方向，保證小球做平拋運動．(2)小球做平拋運動的下落高度H＝h－L，滿足h－L＝eq\f(1,2)gt2，s＝v0t，由此得v0＝seq\r(\f(g,2h－L)).(3)由s2－cosθ圖象可知s2與cosθ的關(guān)系滿足s2＝acosθ＋b，將(0,2.0)和(1.0,0)代入得a＝－2.0，b＝2.0.則s2與cosθ的關(guān)系為s2＝－2cosθ＋2，當(dāng)θ＝30°時，可解得s＝0.52m.答案(1)保證小球沿水平方向拋出(2)seq\r(\f(g,2h－L))(3)0.5211．在做“爭辯平拋運動”的試驗中，為了確定小球在不同時刻在空中所通過的位置，試驗時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；將木板向遠離槽口平移距離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；又將木板再向遠離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C.若測得木板每次移動距離x＝10.00cm，A、B間距離y1＝5.02cm，B、C間距離y2＝14.82cm.請回答以下問題(g＝9.80m/s2)(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？_____________________________________________________________________________________________________________________.(2)依據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達式為v0＝________.(用題中所給字母表示)(3)小球初速度的值為v0＝________m/s.解析(1