高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点精品课后测评

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点精品课后测评，共4页。试卷主要包含了0510 s=0等内容，欢迎下载使用。
1.平抛物体的运动规律可以概括为两点：
（1）水平方向做匀速直线运动；
（2）竖直方向做自由落体运动。
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤击打弹性金属片E，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（ ）
A.只能说明上述规律中的第（1）条
B.只能说明上述规律中的第（2）条
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.能同时说明上述两条规律
2.如图所示为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球。AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹。
通过分析上述三条轨迹可得出的结论是： 。
3.在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。
甲 乙 丙
（1）第一组采用了图5-3-4甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
①他观察到的现象是：小球A、B （选填“同时”或“不同时”）落地。
②让A、B球恢复初始状态，高度不变，用较大的力敲击弹性金属片。则 。
A.小球A的运动时间变长
B.小球A的运动时间不变
C.小球A、B不同时落地
D.小球A、B仍同时落地
③以下说法正确的是 。
A.实验说明小球A在水平方向的运动特点
B.实验说明小球A在水平方向做匀速直线运动
C.实验说明小球A与B在竖直方向运动特点相同
D.实验说明小球A在竖直方向做自由落体运动
（2）第二组采用了图乙所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。
①下列操作正确的是 。
A.必须调整斜槽，使其末端切线水平
B.小球运动时背板及白纸应保持竖直
C.每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球
D.小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论
②描出小球平抛运动的轨迹如图丙所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，OA、AB竖直方向高度分别为y1、y2，按照自由落体规律，若y1:y2= ，则OA、AB段时间间隔相等；在误差允许的范围内，若x1:x2= ，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
4.如图是利用DIS实验研究平抛运动的实验装置，该装置在斜槽导轨水平槽口装有光电门传感器，在底板内装有碰撞传感器。
（1）请回答：
光电门传感器的作用是： ， 。
碰撞传感器的作用是： 。
（2）该实验中，需要人工测量或读出的数据是： 、 。
（3）在该实验的数据处理与分析时，将计算机根据测量数据自动计算出的水平射程与 相比较，即可验证平抛物体在水平方向是否做匀速运动。
5.某科学兴趣小组要验证小球平抛运动的规律，设计方案如图5-3-10甲所示，用轻质细线拴一小球，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当细线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知细线长为L，悬点到木板的距离OO′=h（h>L）。
甲 乙
丙
（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是 。
（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O′C=x，则小球做平抛运动的初速度v0= 。
（3）图乙是以竖直方格板为背景通过频闪
照相得到的照片，每个格的边长L=5 cm，
通过实验记录了小球在运动途中的三个
位置，如图中所示，则该频闪照相的周期为 s，小球做平抛运动的初速度为
m/s；过B点的速度为
m/s。（g取10 m/s2）
（4）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离x将随之改变，经多次实验，以x2为纵坐标、cs θ为横坐标，得到如图丙所示图像。则当θ=30°时，x为 m。
6.如图所示为喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的分度值为1毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：
（1）已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是自由落体运动。
（2）若g取10 m/s2，试求水流喷出的速度。
课时把关练
3 实验：探究平抛运动的特点
参考答案
1. B 解析：因为A球与B球在同一时刻总是在同一高度，也就是说两者在相同的时间内总是下落相同的距离，B项正确。
2. 做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动
解析：观察照片可以发现，B、C两球在任一曝光瞬间的位置总在同一水平线上，说明平抛运动在竖直方向上的运动特点与自由落体运动相同；而A、B两小球在任一曝光瞬间的位置总在同一竖直线上，说明平抛运动在水平方向上的运动特点与匀速直线运动相同。由此可得结论：做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。
3. （1）①同时 ②BD ③CD （2）①ABC ②1∶3 1∶1
解析：（1）①他观察到的现象是：小球A、B同时落地。
②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球平抛运动的初速度增大，根据①可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，而自由落体运动的时间由下落的高度决定，可知，A球在空中运动的时间将不变，A、B仍同时落地，故选BD。③上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上运动特点相同，为自由落体运动，故选CD。
（2）①调整轨道，使其末端切线水平，才能确保小球做平抛运动，故A正确；做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的背板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故B正确，D错误；为了画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故C正确。②将平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，因O为抛出点，则在竖直方向为初速度为0的匀加速直线运动，因OA、AB段时间间隔相等，设时间为t，则有y1=12gt2、y1+y2=12g(2t)2，则有y1∶y2=1∶3，因OA、AB段时间间隔相等，若x1∶x2=1∶1，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
4. （1）测量小球平抛运动的初速度 测定小球平抛运动的开始时刻 测定小球平抛运动的结束（或落地）时刻
（2）落地点到槽口的水平距离（由底座上的标尺读出） 槽口到底板的竖直高度（用直尺测量）
（3）人工测量的水平射程（落地点到槽口的水平距离）
解析：（1）光电门传感器可以测出物体通过时的挡光时间，用物体通过的平均速度来代替瞬时速度，因此利用光电门传感器的作用是测量小球运动的速度大小以及记录小球抛出时的时刻，碰撞传感器可以测定小球平抛运动的结束（或落地）时刻。
（2）该实验需要验证计算出的水平位移与测量的水平位移的关系，所以要人工测量落地点到槽口的水平距离及槽口到底板的竖直高度。
（3）根据平抛运动的基本公式求出水平距离，与测量值相比较，若相等，则说明平抛物体在水平方向做匀速运动。所以比较计算出的水平射程与人工测量的水平射程的关系。
5. （1）保证小球沿水平方向抛出 （2）xg2(ℎ−L) （3）0.1 1.5 2.5 （4）0.52
解析：（1）由于烧断细线前小球做圆周运动，故烧断时小球运动方向沿圆周轨迹的切线方向，只有在悬点正下方时速度沿水平方向，要使小球做平抛运动，则应在悬点正下方烧断细线，抛出速度才沿水平方向。
（2）小球做平抛运动，在水平方向上有：x=v0t，在竖直方向上有：h-L=12gt2，联立解得v0=xt=xg2(ℎ−L)。
（3）在竖直方向上，根据Δy=2L=gT 2得，
T=2Lg=2×0.0510 s=0.1 s，
则小球平抛运动的初速度v0=3LT=3×0.050.1 m/s=
1.5 m/s，B点的竖直分速度vyB=8L2T=8×0.050.2 m/s=
2 m/s，根据平行四边形定则知，B点的速度vB=v02+vyB2=1.52+22 m/s=2.5 m/s。
（4）由图丙可知，x2=2-2cs θ，当θ=30°时，
可得x=2−3 m≈0.52 m。
6. 解：（1）根据水平方向是匀速运动，可以按水平方向的距离都等于2 cm选取几个点，发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上，如（2，1）、（4，4）、（6，9）等，可见在相等的时间间隔内，竖直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5，证明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
（2）观察发现，水流在水平方向的位移是0.04 m时，竖直方向的位移也是0.04 m，
根据x=v0t，h=12gt2，
得水流喷出的速度v0=xt=xg2ℎ≈0.447 m/s。