2021年人教版物理双基限时练-必修二：第五章-3实验：研究平抛运动.docx

双基限时练(四)　试验：争辩平抛运动
1．如图所示，在争辩平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平) 时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，转变整个装置的高度H做同样的试验，发觉位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该试验现象说明白A球在离开轨道后(　　)

A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
解析　转变高度做试验，发觉A、B两球仍同时落地，只能说明A球的竖直分运动与B球自由落体运动状况相同，故C项正确．
答案　C
2．在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的是(　　)

A．选用装置1争辩平抛物体竖直分运动，应当用眼睛看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所显示的平抛轨迹，竖直管上端A肯定要低于水面
C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不肯定要从斜槽上同一位置由静止释放
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15帧的录像获得平抛轨迹
解析　选用装置1争辩平抛物体竖直分运动，由于两个小球不是落在同一点，应当用耳朵听A、B两球是否同时落地，A操作不合理；只有当装置2中竖直管上端A低于水面时才能保证出水口处水压恒定，水流速度恒定，就能获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，所以B操作合理；选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次肯定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，才能保证平抛小球的初速度相同，所以C操作不合理．能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹，D操作合理．
答案　BD
3．在争辩平抛运动试验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应接受(　　)
A．实心小铁球 B．空心小铁球
C．实心小木球 D．以上三种小球都可以
解析　为减小空气阻力对小球运动的影响，阻力和球的重力相比越小，影响越小，故A选项正确．
答案　A
4．安装试验装置的过程中，斜槽末端的切线必需是水平的，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
解析　平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平打算的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度打算的，故A项不正确；争辩平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必需保证小球抛出时速度是水平的，并非要争辩小球在空中运动的时间，故B项正确，C项不正确；无论小球飞出的初速度是水平还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，故D项不正确．
答案　B
5．下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”试验的误差增大(　　)
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．依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
解析　从本试验的试验目的来看，就是要“描出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”，有时同学认为假如小球与斜槽之间有摩擦，小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小，而错选了A.假如认真考虑一下小球在斜槽中的运动，试验中要求“应使小球每次从槽上滚下时开头的位置都相同”，目的就是要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．
而y＝gt2，x＝v0t，得v0＝x·.
其中x、y均由刻度尺进行测量，计算点距抛出点O越远，x、y值就越大，误差越小．因此小球与斜槽之间有摩擦，只要保证小球每次从槽上滚下的初始位置都相同，平抛时的初速度就都相同，不会引起误差．假如安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛而是斜抛运动，会引起误差．应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差．取值范围越大，误差越小．选项B、C正确．
答案　BC
6．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．只要测出相邻三照片上小球的距离，就能推断平抛运动的特点
B．只要测出相邻三照片上小球的水平距离，就能推断平抛运动在水平方向上的运动特点
C．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能推断平抛运动在水平方向上的运动特点
D．只要测出相邻三照片上小球的竖直距离，就能推断平抛运动在竖直方向上的运动特点
解析　连续照片之间的时间间隔已知道，因此只需测量两个方向上的对应距离，即可争辩两个分运动的性质．
答案　BD
7．在做“探究平抛运动”的试验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较精确     地描绘运动轨迹．下面列出了一些操作要求，将正确的选项前面的字母填在横线上________．
A．调整斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置必需不同
C．每次必需由静止释放小球
D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必需严格地等距离下降
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
解析　物理试验具体操作方式并不是一成不变的，依据试验原理和要达到的目的，再结合现有试验条件，机敏地、制造性地设计试验方案、操作要求和操作规范是学习者应具备的素养．
试验操作的要求是依据试验原理和要达到的精度而设置的，要确定每一个操作是否正确必需从试验原理入手思考．例如，争辩平抛物体的运动，试验操作必需保证小球做平抛运动；要描绘平抛物体的运动轨迹，必需是同一个运动过程物体经过的位置的连线，因此每次释放小球必需从同一高度，以保证每一次平抛运动轨迹重合．
答案　ACE
8．某同学做平抛物体运动的试验时，用带孔的硬纸卡来确定小球位置，如图所示，下面试验步骤正确的排列挨次是__________．

A．把钢球从斜槽上的某点释放，它飞出后开头做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰从小孔中心通过，然后对准孔中心在白纸上登记一个点
B．把小球放在斜槽末端，以球心位置作为平抛运动起点O，在白纸上标出O点位置
C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平线Ox
D．用光滑曲线把记录到小球通过位置的若干点连接起来，得到平抛运动的轨迹
E．从斜槽上相同位置释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点
F．在轨迹上取几个不同的点，测出它们的坐标x和y，利用g值，求出初速度再取平均值
G．利用重锤线画出竖直线Oy
H．把白纸用图钉固定在竖直木板上，把小球放在斜槽末端水平部分，调整到小球不滚动，再固定斜槽
答案　HBGAECDF
9．在争辩平抛运动的试验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25 cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球的初速度的计算公式为v0＝__________(用L、g表示)，其值是__________(取g＝9.8 m/s2)．

解析　ab、bc、cd水平方向等间距：x＝2L＝v0T.
竖直方向：Δy＝aT2，即L＝gT2.
所以v0＝＝＝2
＝2× m/s
＝0.70 m/s.
答案　2　0.7 m/s
10．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图甲所示，在悬点O正下方有水平放置的酷热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断：MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点与木板间的距离OO′＝h(h>L)．

(1)电热丝P必需置于悬点正下方的理由是__________________
_______________________________________________________.
(2)将小球向左拉起后自由释放，最终小球落在木板上的C点，O′C＝s，则小球做平抛运动的初速度v0为________．
(3)在其他条件不变的状况下，若转变释放小球时悬线与竖直方向间的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离s将随之转变，经多次试验，以s2为纵坐标，得到如图乙所示图象，则当θ＝30°时，s为________m.
解析　(1)使小球运动到正下方，此时速度v0为水平方向，保证小球做平抛运动．
(2)小球做平抛运动的下落高度H＝h－L，满足h－L＝gt2，s＝v0t，由此得v0＝s .
(3)由s2－cosθ图象可知s2与cosθ的关系满足s2＝acosθ＋b，将(0,2.0)和(1.0,0)代入得a＝－2.0，b＝2.0.则s2与cosθ的关系为s2＝－2cosθ＋2，当θ＝30°时，可解得s＝0.52 m.
答案　(1)保证小球沿水平方向抛出
(2)s
(3)0.52
11．在做“争辩平抛运动”的试验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，试验时用了如图所示的装置．

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.请回答以下问题(g＝9.80 m/s2)
(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)依据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝________.(用题中所给字母表示)
(3)小球初速度的值为v0＝________ m/s.
解析　(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度．
(2)依据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则物体从A到B和从B到C运动时间相等，设为T；
竖直方向由匀变速直线运动推论有：y2－y1＝gT2，且v0T＝x.解以上两式得：v0＝x.
(3)代入数据解得v0＝1.00 m/s.
答案　(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同
(2)x
(3)1.00