高考物理微专题小练习专题30探究平抛运动的特点探究影响向心力的因素含答案

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专题30　探究平抛运动的特点　探究影响向心力的因素1．[2022·广东省阶段性检测]某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图所示，在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：Ⅰ.实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab＝bc＝20.00 cm，如下图．Ⅱ.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1＝h.Ⅲ.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2＝h＋10.00(cm).Ⅳ.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3＝h＋30.00(cm).(1)下列说法中正确的是________A．实验时应保持桌面水平B．每次应使钢球从静止开始释放C．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面D．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的桌面(2)则该同学由上述测量结果即可粗略测出钢球的平抛初速度大小v0＝__________ m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby＝__________ m/s. 已知钢球的重力加速度为g＝10 m/s2，空气阻力不计．(计算结果保留两位有效数字)2．[2021·全国乙卷]某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使用频闪仪和照相机对平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出．完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1) 小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________ m/s，竖直分量大小为________m/s；(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________m/s2。3．[2022·福建省宁德市期中联考]某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式．滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小．滑块上固定一遮光片，宽度为d，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度ω，旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据．(1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，角速度ω＝________；(2)以F为纵坐标，以 ________(填“Δt”“”“(Δt)2”或“”)为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；(3)该小组验证(2)中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比________(填“偏大”或“偏小”).     专题30　探究平抛运动的特点探究影响向心力的因素1．(1)AB　(2)2.0　1.5解析：(1)实验要求钢球每次离开桌面时的速度大小相同，方向沿水平方向，则桌面必须水平，每次从同一位置由静止释放．斜面和桌面的摩擦力对实验不会造成影响，只要每次克服斜面和桌面摩擦做功相同即可．综上所述，选择AB.(2)由于ab＝bc，所以钢球从a到b和从b到c的时间相等，在竖直方向由运动学规律得(h3－h2)－(h2－h1)＝gT2，水平方向有ab＝v0T，联立解得v0＝＝2.0 m/s.钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby＝＝ m/s＝1.5 m/s.2．(1)1.0　2.0　(2)9.7解析：(1)小球在水平方向做匀速运动通过A点时，其速度的水平分量大小为vAx＝＝ m/s＝1.0 m/s，小球在竖直方向做自由落体运动，加速度恒定，匀加速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度，则通过A点时竖直分速度的大小为vAy＝×10－2 m/s≈2.0 m/s.(2)结合逐差法和题中数据可得g＝＝×10－2 m/s2＝9.7 m/s2.3．(1)　(2)　(3)偏小解析：(1)物体转动的线速度v＝，由ω＝得ω＝.(2)根据向心力公式可知F＝mω2R，联立解得F＝m，故为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线．(3)由于静摩擦力的存在，示数F的测量值与其理论值相比会偏小．