高一物理人教版必修2课时作业：5.3 实验：研究平抛运动 Word版含答案

3 实验：研究平抛运动

一、选择题

1．数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄大约15帧照片，一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片，下列处理正确的是()

A．只要测出相邻两照片上小球的距离，就能判断平抛运动的特点

B．只要测出相邻两照片上小球的水平距离，就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点

C．只要测出相邻两照片上小球的竖直距离，就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点

D．只要测出相邻两照片上小球的竖直距离，就能判断平抛运动在竖直方向上的运动特点

2．在研究平抛物体的运动的实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测的数据有()

A．小球开始滚下的高度

B．小球在空中飞行的时间

C．运动轨迹上某点P的水平坐标

D．运动轨迹上某点P的竖直坐标

3．下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大()

A．小球与斜槽之间有摩擦

B．安装斜槽时其末端不水平

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离原点O较远

4．在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，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，你认为正确的是()．

A．调节斜槽末端保持水平

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)相接触

F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

二、非选择题

5．如图1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结论：

图1

(1)________________________________________________________________________；

(2)________________________________________________________________________．

6．某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装置示意图如图2所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图2中P0P0′、P1P1′、…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图3所示．

图2

图3

(1)实验前应对实验装置反复调节，直到______．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了________________．

(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了__________________________．

(3)在图3中绘出小球做平抛运动的轨迹．

7．在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图4所示的装置．

先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C，若测得木板每次移动距离x＝10.00 cm，A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm.请回答下列问题(g取9.8 m/s2)

图4

(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？

(2)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为v 0＝________(用题中所给字母表示)．

(3)小球初速度的测量值为________m/s.

8．如图5，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球平抛运动的初速度，还可以用来验证弹性势能大小与弹簧缩短量间的关系．

图5

(1)用该装置测量弹簧劲度系数k 时需要读出几次操作的________和________，然后由公式________________求出k 的平均值．

(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端拉压到________(填“同一”或“不同”)位置．然后分别测出小球几次飞出后的________和________，再由公式________求出初速度的平均值．

学案3 实验：研究平抛运动

答案

1．BD [我们研究平抛运动是采用运动的分解，在水平方向和竖直方向上研究，所以需要测量水平间距和竖直间距，故选项B 、D 正确．]

2．CD [由平抛运动规律，竖直方向y ＝12gt 2，水平方向x ＝v 0t ，因此v 0＝x g 2y

，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v 0，故C 、D 正确．]

3．BC

4．ACE [首先必须保证小球做平抛运动，因此必须通过调节使斜槽的末端保持水平；因为要画同一运动的轨迹，所以必须使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；记录小球位置用的木条(或凹槽)，不必严格的等距离下降，因为本实验要求只描绘运动轨迹，研究其运动规律是从轨迹上研究；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦(或碰撞)而使运动轨迹改变；最后轨迹应连成平滑的曲线．]

5．(1)做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动．

(2)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．

解析 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，说明平抛运动物体B 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，说明平抛运动物体B 在水平方向上的运动特点与匀