高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第5节 科学验证:机械能守恒定律课堂检测
展开1.在研究平抛运动的实验中,操作正确的有( )
A.通过调节使斜槽末端保持倾斜
B.每次释放小球的位置必须不同
C.记录小球的位置用的凹槽每次必须等距下落
D.用桌子边缘的重垂线确定纵坐标
【答案】D;
【解析】A、要使小球做平抛运动,需要调节斜槽末端保持水平,故A错误;
B、为保证小球做平抛运动的初速度相等,每次应从斜槽的同一位置由静止释放小球,故B错误;
C、只要描出小球运动轨迹上的点即可,记录小球的位置用的凹槽每次不必要等距下落,故C错误;
D、纵轴必须竖直向下,用桌子边缘的重垂线确定纵坐标,故D正确;
故选D。
2.学生做平抛运动实验时,平抛物体采用小铁球而不用同体积的小木球,从实验效果讲这是因为( )
A.物体运动时有空气阻力,铁球较木球重,空中轨迹更接近平抛运动
B.下落同一高度时铁球速度远大于木球,碰撞挡板时可在纸上留下清晰的撞击点
C.铁球重力较大,从斜轨上滚下时摩擦力的影响相对较小
D.铁球重力较大,实验时不易飞出纸面
【答案】A;
【解析】体积相同的铁球质量大于木球质量,体积相同的铁球与木球受到的空气阻力相同,质量越大,空气阻力对实验的影响越小,铁球较木球重,空中轨迹更接近平抛运动。
故答案为:A。
3.平抛物体的运动规律可以概括为两点:
(1)水平方向做匀速运动,(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,用小锤打击弹性金属片,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
【答案】B;
【解析】解:在打击金属片时,两小球同时做平抛运动与自由落体运动,结果同时落地,则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动,故ACD错误,B正确.
故选:B.
4.在研究平抛物体的运动的实验中,为减小实验误差,下列措施可行的是( )
A.应选择实心小木球做实验
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须保持水平
D.用天平称出小球的质量
【答案】C;
【解析】研究平抛物体的运动,减小空气阻力影响,应采用质量大的钢球,A错误;
轨道不需要光滑,B错误;
斜槽末端切线水平,C正确;
不需要用天平称量质量,D错误。
故选C。
5.下列因素中,不会使“利用斜面小槽装置研究平抛物体的运动”实验误差增大的是( )
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.安装斜槽时其末端切线不水平
C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点距原点O较近
【答案】A;
【解析】解:A、只要小球从同一高度、无初速开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,由于每次摩擦力的影响相同,因此仍能保证球做平抛运动的初速度相同,对实验没有影响,故A正确;
B、安装斜槽末端不水平,则初速度不水平,使得小球的运动不是平抛运动,使得实验的误差增大,故B错误;
C、建立坐标时,以斜槽末端端口位置为坐标原点,将会影响长度的测量,故C错误;
D、根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远,可以减小偶然误差,故D错误.
故选:A
用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有( )。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平 C.挡板高度等间距变化 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系。
取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于点,钢球的________(选填''最上端''、''最下端''或者''球心'')对应白纸上的位置即为原点;在确定轴时________(选填''需要''或者''不需要'')轴与重锤线平行。
若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图所示,在轨迹上取、、三点,和的水平间距相等且均为,测得和的竖直间距分别是和,则________(已知当地重力加速度为,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是( )。 A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体( )。
A.在水平方向上做匀速直线运动
B.在竖直方向上做自由落体运动
C.在下落过程中机械能守恒
(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。 同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因。
【答案】(1).BD;
球心,需要,大于。可求得钢球平抛的初速度大小为;
AB;
B;
物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看作恒力–重力,做平抛运动;随着物体初速度增大,运动范围变大,引力不再看作恒力;当物体初速度达到第一宇宙速度时,做圆周运动而成为地球卫星。
如图是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片,背景方格纸的边长为10cm,A、B、C是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的照片,则:
频闪照相相邻闪光的时间间隔______ s;
小球水平抛出的初速度 ______ ;
小球经过B点时其竖直分速度大小为 ______ .
【答案】0.1; 3; 1.5;
(本题5分)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为如果取,那么,
闪光的时间间隔是______s;
小球做平抛运动的初速度的大小是______;12.小球经过B点时的速度大小是______.
【答案】0.1; 1.5; 2.5
8.如图所示,某同学在研究平抛运动的实验中,在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后,又在轨迹上取出a、b、c、d四个点轨迹已擦去。已知正方格纸的小格边长。取。请你根据小方格纸上的信息,通过分析计算完成下面几个问题:结果保留两位有效数字
求出小球平抛运动的初速度______。
从抛出点到a点所经历的时间是______s。
【答案】1.0; 0.025;
某同学利用如图所示的实验装置验证平抛运动规律,地面上铺有白纸,白纸上铺有复写纸,让小钢球从斜槽上固定挡板位置处由静止释放,水平抛出,落在地面的复写纸上,在白纸上留下打击印。重复实验多次,当地重力加速度g取。
每次实验都要使小钢球从紧靠挡板处由静止释放,目的是保证抛出的初速度______。实验测得轨道末端离地面的高度,小钢球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离,则由平抛运动规律解得小钢球平抛的初速度______。
小钢球与斜槽间的摩擦______填“会”或“不会”影响实验误差。
【答案】相同; 1.8; 不会;
18.(本题5分)在“研究平抛运动”实验中:
(1)图1是横档条卡住平抛小球,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点时的______ .A.球心B.球的上端C.球的下端
(2)在此实验中,下列说法正确的是______ 多选.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.
(3)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是______ .A.释放小球的初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不平.
(4)如图3所示是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是______ .
【答案】(1)A; (2)BCD; (3)C; (4)B;
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