高中物理3 实验：探究平抛运动的特点随堂练习题

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3　实验：探究平抛运动的特点1.在研究平抛运动的实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测量的数据有(　　)①小球开始滚下的高度②小球在空中飞行的时间③运动轨迹上某点P的水平坐标④运动轨迹上某点P的竖直坐标A.①② B.②③C.③④ D.①④答案：C解析：由平抛运动规律，竖直方向y=gt2，水平方向x=v0t，因此v0=x，可见只要测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y，就可求出初速度v0，选项C正确。2.(多选)探究平抛物体的运动规律实验的装置如图所示，在实验前(　　)A.应将斜槽的末端切线调成水平B.应将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.斜槽的末端没有必要保持水平D.应测出平抛小球的质量答案：AB解析：实验时要使小球水平抛出，靠近竖直木板但不能与木板接触，在木板上记下小球各个时刻的位置，为此，斜槽的末端必须水平，木板竖直且与小球下落方向的竖直平面平行，实验中对小球的质量没有要求，选项A、B正确。3.(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法正确的有(　　)A.两球的质量一定要相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度，多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动答案：BC解析：物体做自由落体运动的运动情况与物体的质量无关，两球质量没有必要相等，选项A错误；改变装置的高度，且每次都同时落地，才能说明A球在竖直方向做自由落体运动，选项B、C正确；本实验不能说明A球在水平方向上做匀速直线运动，选项D错误。4.某同学在做研究平抛运动的实验时，让小球多次从斜槽上滚下，在坐标纸上依次记下小球的位置如图所示(坐标原点为小球的抛出点)。(1)在图中描出小球的运动轨迹。(2)从图中可看出，某一点的位置有明显的错误，其产生的原因可能是该次实验中，小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏　　　(选填“高”或“低”)。 (3)某同学从图像中测得的三组数据如下表所示，则此小球做平抛运动的初速度v0=　　　 m/s。 x/cm10.0020.0030.00y/cm5.0020.0045.00答案：(1)见解析(2)低(3)1.0解析：(1)如图所示。(2)从轨迹上可以看出，第四个点偏离轨迹，与轨迹上同一高度的点比较，在下落相同高度时，水平位移偏小，说明平抛运动的初速度偏小，即小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低。(3)根据x=v0t，y=gt2可得v0=x，代入其中一组数据可得v0=1.0m/s。5.如图甲所示，有人对利用频闪照相研究平抛运动规律的装置进行了改进，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都从斜槽某位置由静止开始释放。实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图乙所示的部分小球位置示意图。(g取10 m/s2)(1)观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)根据图乙所示的部分小球位置示意图，下列说法正确的是　　　　　。 A.闪光间隔为0.1 sB.白色小球抛出点坐标(0，0)C.黑色小球抛出点坐标(0.95，0.50)D.两小球做平抛运动的水平速度大小不等答案：(1)保证小球抛出时的速度沿水平方向　(2)AB解析：(1)观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是保证小球抛出时的速度沿水平方向。(2)由题图乙可知，坐标系每格边长为l=0.05m，对白色小球，根据Δy=2l=gT2，得闪光的周期为T==0.1s，故选项A正确。白色小球在横坐标为0.15m处时，在竖直方向上的分速度为vy==1m/s，从抛出点到该位置运动的时间为t==0.1s，等于闪光的周期，所以白色小球的抛出点坐标为(0，0)，故选项B正确。黑色小球在横坐标为0.80m处时，在竖直方向上的分速度为vy'==1.5m/s，则运行的时间为t'==0.15s，水平分速度为v0=m/s=1.5m/s，则此时黑色小球的水平位移为x=v0t'=1.5×0.15m=0.225m，竖直位移为y=gt'2=×10×0.152m=0.1125m，所以黑色小球抛出点的坐标为(1.025，0.4875)，故选项C错误。两球在水平方向上相等时间间隔内的位移相等，则初速度相等，故选项D错误。