新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第4单元5探究平抛运动的特点(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第4单元5探究平抛运动的特点(人教版)，共6页。

(1)根据实验过程,以下说法正确的是 ;
A.斜槽M轨道必须光滑
B.记录的点应适当多一些
C.用平滑曲线把所有的点连接起来
D.图中挡条N每次必须等间距下移
(2)利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片如图乙所示,由照片可判断实验操作的错误是 。
A.释放小球时初速度不为0
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
(3)改用频闪照相来研究平抛运动,将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上,如图丙所示,已知小球的直径为2 cm,方格纸的边分别为水平和竖直方向,则该频闪相机频率为 Hz。(重力加速度g取10 m/s2)
2.(2023浙江衢州五校期末)小明学完平抛运动后,尝试利用平抛运动的知识测量弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、刻度尺、复写纸、支架等材料。实验时,先将白纸和复写纸固定在墙上,并用支架将弹射器固定好,装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸,弹丸通过碰撞复写纸,在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动,每次移动的距离为0.2 m。通过几次重复实验,挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸,如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。
(1)下列实验步骤必要的是 。
A.在安装时,必须确保弹射器水平放置
B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸
C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D.第一次实验时,需要测量弹射器开口到墙壁的距离
(2)根据测量的数据,可知弹丸离开弹射器的速度大小为 m/s,弹丸打到C点时的速度大小为 m/s。(所有计算结果均保留两位有效数字)
3.(2023浙江长兴中学期中)为了更全面地探究平抛运动的规律,某实验小组利用如图所示装置进行实验:
甲
(1)关于该实验,下列说法正确的有 。
A.该实验轨道必须尽量光滑,以减小摩擦
B.每次都要将小球从轨道同一位置无初速度静止释放
C.记录的点应适当多一些
D.挡板高度必须等间距变化
(2)如图乙所示,小王和小李两位同学合作实验,打出一系列痕迹点,发现在每个落点附近都有2个痕迹点,小王和小李分别用不同的光滑曲线拟合了平抛轨迹。你认为 (选填“小王”或“小李”)的轨迹更符合实际情况。
乙
(3)如图丙所示,针对在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2。可求得钢球平抛的初速度大小为 (已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
丙
4.采用如图1所示的装置可以研究平抛运动。图2是确定小球位置的硬纸片的示意图,带有一大一小两个孔,大孔宽度与做平抛的小球的直径d相当,可沿虚线折成图1中的样式,放在如图1中的多个合适位置,可用来确定小球经过的运动轨迹。已知重力加速度为g。
(1)已备有器材:有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台(含铁夹)。还需要的一种实验器材是 。
A.秒表
B.天平
C.铅垂线
D.弹簧测力计
(2)关于本实验的一些说法,正确的是 。
A.斜槽必须是光滑的,且每次释放小球的初位置相同
B.应该将斜槽轨道的末端调成水平
C.以斜槽末端,紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O
D.为使所描曲线与小球运动轨迹吻合,应将所有通过硬纸片确定的点都用直线依次连接
(3)已知理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y,则其初速度大小v0= 。在实际的平抛运动实验的研究中,也利用上述关系式计算初速度,那么计算的初速度误差与x、y的大小选取是 (选填“有关”或“无关”)。
图3
(4)判断所描绘曲线是否为抛物线是本实验的目的之一。若乙同学实验得到的平抛运动的轨迹是图3所示的曲线,图中的O点是小球做平抛运动的起点。可用刻度尺测量各点的x、y坐标,如P1的坐标(x1,y1)、P2的坐标(x2,y2)、P3的坐标(x3,y3)等。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是不是一条抛物线?并请简述判断的方法。
5.如图所示,某实验小组利用平抛运动规律测量电动抽水器的流量(每秒排出的液体体积)。实验过程如下:
(1)将水桶和薄底水杯放在同一水平桌面上。测量抽水器出水管内径(直径)d,调节管口方向。启动抽水器后水均匀从管口水平射出。
(2)水柱离开管口落入水杯,测量管口距落点间的水平距离x=33.00 cm,管口距桌面的高度h= cm(由图中读出)。
(3)已知当地重力加速度为9.8 m/s2,计算水从管口流出的初速度v0= m/s(计算结果保留两位有效数字)。
(4)已知流量的表达式为Q=Sv(其中S为水流的横截面积,v为水流的速度大小)。则该抽水器的流量Q= (用符号x、h、g、d表示,已知水柱充满管口)。
(5)调小抽水器功率挡位并平移水杯,则水从管口到落点的时间 ,重新装满同一杯水所需的时间 。(均选填“变长”“不变”或“变短”)
参考答案
实验练5 探究平抛运动的特点
1.答案 (1)B (2)C (3)10
解析 (1)要保证小球的初速度相同,小球每次从斜槽上开始运动的位置必须相同,斜槽轨道不一定要光滑,故A错误;记录的点适当多一些可以减小误差,故B正确;为比较准确地描出小球运动的轨迹,根据记录点的分布规律,用平滑曲线拟合成运动轨迹,个别偏差较大的点,应当舍去,故C错误;描绘轨迹不需要等间距描点,所以图中挡条N每次不必等间距下移,故D错误。
(2)由图乙可知,该小球的初速度方向偏上,与小球的初速度的大小无关,与释放小球的位置也无关,故A、B错误;由图乙可知,该小球的初速度方向偏上,即小球的初速度的方向不是沿水平方向,则可知是斜槽末端切线不水平,故C正确。
(3)设该相机的频闪周期为T,相邻两小球位置之间的竖直间距分别为y1=7×2cm=14cm=0.14m、y2=12×2cm=24cm=0.24m,竖直方向小球做自由落体运动,由Δy=gT2得y2-y1=gT2,代入数据解得T=0.1s,则该频闪相机频率为f==10Hz。
2.答案 (1)ABC (2)2.0 2.8
解析 (1)要保证每次弹丸都做平抛运动,则必须确保弹射器水平放置,故A符合题意;为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸,故B符合题意;为保证弹丸的初速度相同,每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸,故C符合题意;第一次实验时,不需要测量弹射器开口到墙壁的距离,故D不符合题意。
(2)由竖直方向上是自由落体运动,则yBC-yAB=gT2
解得点迹间的时间间隔为T=s=0.1s
弹丸离开弹射器的速度大小为v0=m/s=2.0m/s。
钢珠刚要打到C点时的竖直方向速度分量大小为vCy=×10-2m/s=2.0m/s
弹丸打到C点时的速度大小为vC==2.8m/s。
3.答案 (1)BC
(2)小王
(3)x
解析 (1)该实验是通过多次释放小球在白纸上留下痕迹描绘平抛运动的轨迹,故只要将小球每次从同一位置无初速度静止释放,离开斜槽末端的速度就相同,轨迹就为同一轨迹,所以轨道无需光滑,故A错误,B正确;记录的点应适当多一些,轨迹更准确,故C正确;挡板高度无须等间距变化,故D错误。
(2)由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时会留下一个痕迹,还要往下运动,钢球侧面还会在白纸上挤压出一个痕迹点,测竖直距离时以较低一侧为准,故小王同学更符合实际情况。
(3)根据竖直方向的匀变速直线运动规律有Δy=y2-y1=gT2,水平方向有v0=,解得v0=x。
4.答案 (1)C
(2)B
(3)x 有关
(4)见解析
解析 (1)除已备有的器材外,实验中还需要的一种实验器材是铅垂线,故选C。
(2)斜槽轨道不必是光滑的,只要小球到达底端时速度相等即可,A错误;应该将斜槽轨道的末端调成水平,以保证小球能做平抛运动,B正确;以斜槽末端以上小球球心的投影点处作为小铁球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O,C错误;应将所有通过硬纸片确定的点用平滑曲线连接,而不是用直线连接,D错误。
(3)根据y=gt2,得t=,则初速度v0==x。
为了减小测量误差,x、y取值应大一些,可知计算初速度的误差与x、y的大小选取是有关的。
(4)令y=ax2,代入实验所得各点坐标值求出a,看在误差允许的范围内,a是否相等,可判断实验所得的曲线是否为抛物线。
5.答案 (2)44.10
(3)1.1
(4)
(5)不变 变长
解析 (2)由图可知,测量工具的最小分度为0.1cm,则管口距桌面高度为44.10cm。
(3)由平抛运动规律有,竖直方向h=gt2,水平方向x=v0t,则
v0==x=33.00×10-2×m/s=1.1m/s。
(4)该抽水器的流量
Q=Sv=π。
(5)由平抛运动规律有,竖直方向h=gt2,则
t=
则水从管口到落点的时间不变;调小抽水器功率则流量减小,则重新装满同一杯水所需的时间变长。