人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点优秀课时作业

5.3实验：探究平抛运动的特点课后练习

1．安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是(　　)

A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小

B．保证小球飞出时，初速度水平

C．保证小球在空中运动的时间每次都相等

D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线

2．在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置，以下说法正确的是（　　）

A．选用装置1研究平抛运动的水平分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地

B．选用装置2要获得稳定的细水柱显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面

C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球

D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒25帧的照片获得平抛轨迹

3．在探究平抛运动的特点时，可以选用图中两种装置进行研究。

(1)图甲的实验现象是___________。该现象说明平抛运动的___________。

(2)图乙是实验室内研究平抛运动的装置。

以下实验过程的一些做法，其中合理的有___________。

A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平

B．每次小球释放的初始位置可以任意选择

C．每次小球应从同一位置由静止释放

D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

4．(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______．

A．通过调节使斜槽的末端保持水平

B．每次释放小球的位置必须不同

C．每次必须由静止释放小球

D．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降

E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相触

F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

(2)在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是________________，乙的实验错误是______________．

5．在“探究平抛运动的特点”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.6 cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=___________（用L和重力加速度g表示），其值是___________（g取10 m/s2）。小球在b点的速度大小为___________。（结果均取两位有效数字）

6．如图所示为利用频闪摄影方法拍摄的探究物体做平抛运动的特点的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点O出发的相同小球。OA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；OB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；OC′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结论：

（1）___________；

（2）___________。

7．做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动后着地，一架照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在着地前后一段时间内的运动照片如图所示（虚线为正方形格子）。已知汽车长度为3.6 m，相邻两次曝光的时间间隔相等，由照片可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为___________ m/s，高台离地面的高度为___________ m。（g取10 m/s2）

8．在“探究平抛运动的特点”实验中，

（1）图1是用横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端时的___________在坐标纸上的水平投影点。

A．球心       B．球的上端       C．球的下端

在此实验中，下列说法正确的是___________。

A．斜槽轨道必须光滑

B．记录的点应适当多一些

C．用光滑曲线把所有的点连接起来

D．y轴的方向根据重锤线确定

（2）图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是___________。

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

9．在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示。

(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法_______________.

(2)关于这个实验，以下说法中正确的是________．

A．小球释放的初始位置越高越好

B．每次小球要从同一高度由静止释放

C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直

D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触

(3)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是(      )

(4)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝x＝12.40 cm，g取10 m/s2，则物体平抛运动的初速度v0的计算式为____________(用字母h1、h2、x、g表示)，代入数据得其大小为____________m/s

参考答案

1．B

【详解】

斜槽末端的切线必须是水平的是为了保证小球能够水平飞出做平抛运动，即B说法正确．

故选B。

2．BD

【详解】

A．选用装置1研究平抛物体的竖直分运动，应该用耳朵听A、B两球是否同时落地，A错误；

B．竖直管上端A一定要低于水面，才能保证A、B间压强差不变，水离开喷嘴时的速度相同，B正确；

C．从斜槽上同一位置由静止释放钢球，才能保证每次平抛的初速度相同，C错误；

D．用数码相机拍摄时曝光时间是固定的，所以可以用来研究平抛运动，D正确。

故选BD。

3．两小球总是同时落地；竖直分运动是自由落体运动；AC

【详解】

(1)题图甲装置用来研究平抛物体在竖直方向的运动规律，观察实验发现两小球总是同时落地，可知做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。

(2)A．斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度方向为水平方向，故A正确；

BC．为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球都应在同一位置由静止释放，B错误，C正确；

D．小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，故D错误。

故选AC。

4．ACE；斜槽末端不水平；每次静止释放小球的位置不同

【详解】

（1）A．为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平．故A正确．

BC．为了保证小球做平抛运动的初速度相同，则每次从同一位置由静止释放小球．故B错误，C正确．

D．记录小球位置用的木条（或凹槽）不需要严格地等距离下降．故D错误．

E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相触，防止摩擦力作用而改变小球的运动轨迹．故E正确．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线相连．故F错误．

故选ACE．

（2）甲图中，可以看出小球的初速度方向斜向上，实验错误是斜槽末端不水平；乙图中，小球运动的轨迹不重合，可知每次静止释放小球的位置不同．

5．2；0.80 m/s；1.0 m/s

【详解】

题图中a、b、c、d相邻两位置之间的水平距离相等，说明a→b、b→c、c→d所用时间相同。根据匀变速直线运动的特点得

Δy=aT2

则竖直方向上有

L=gt2

而水平方向上有

2L=v0t

联立得

v0=2=2m/s=0.80 m/s

小球在b点的竖直分速度

小球在b点的合速度

v==1.0 m/s

6．做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动 ；做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动

【详解】

（1）仔细观察照片可以发现，B、C两球在任一曝光瞬间的位置总在同一水平线上，说明平抛运动小球B在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同；

（2）而A、B两小球在任一曝光瞬间的位置总在同一竖直线上，说明平抛运动小球B在水平方向上的运动规律与匀速直线运动相同。

7．12 ；11.25

【详解】

由照片知在前两段曝光的时间间隔内，汽车的竖直位移之差

又

所以相邻两次曝光的时间间隔

相邻两次曝光时间内的水平位移为

所以汽车离开高台时的瞬时速度大小

第二次曝光时车的竖直速度

此时，车下落的时间

从开始到落地的总时间

故高台离地面的高度

8．B；BD；C

【详解】

（1）由题干中确定小球平抛运动轨迹的方法及实验原理知，坐标原点应选小球在斜槽末端点时小球的上端在坐标纸上的水平投影点，所以选B。

A．实验过程中，斜槽轨道不一定光滑，只要能够保证小球从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，小球离开斜槽末端的速度也是一样的，所以A错误；

B．记录点应适当多一些，能够保证描点所得的轨迹更平滑、准确，B正确；

C．描点时与平滑曲线偏差过大的点须舍去，C错误；

D．y轴必须沿竖直方向，即用重锤线确定，即D正确。

（2）由题图可知斜槽末端切线不水平，才会造成小球离开斜槽后做斜抛运动，C符合题意

9．将小球放在水平木板的任意位置；小球静止不动；则木板水平 ；BCD；C ；v0＝x；1.24

【详解】

(1)能否使小球做平抛运动，关键是使斜槽末端切线水平，判断是否水平可以采用：将小球放在槽的末端(或木板上)看小球能否静止,，如果小球放在水平木板的任意位置，均静止不动，则木板水平。

(2) A．小球释放的初始位置并非越高越好，若是太高，导致水平抛出的速度太大，实验难以操作，A错误；

B．因为要画同一运动的轨迹，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，B正确；

C．小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速运动，为了正确描绘其轨迹，必须使坐标纸上的竖线是竖直的，C正确；

D．实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，D正确。

故选BCD。

(3)斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，故方格纸因该水平竖直，这样测量起来比较方便，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合。

故选C。

(4)小球在水平方向做匀速运动，由于间距相等，因此时间间隔相等，小球在竖直方向做匀变速直线运动，连续相等时间内的位移差为常数，因此有

Δh＝gt2

所以

小球平抛运动的初速度大小

代入数据，解得

v0＝0.124×m/s＝1.24 m/s