2020-2021学年高中物理对点练习：5.3-实验：研究平抛运动(人教版必修2).docx

3 试验：争辩平抛运动

对试验原理的理解及基本操作的考查
1．如图5－3－5所示为用频闪摄影方法拍摄的争辩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动身的小球，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5－3－5
答案　做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动
解析　将B球与A球相比较，可以看出在同一时刻，在水平方向上B球与A球在相同位置，说明B球水平方向上与A球的运动是相同的，即B球在水平方向上做匀速直线运动．将B球与C球的运动相比较，在同一时刻B球在竖直方向上的位置与C球是相同的，即在竖直方向上B球与C球的运动是相同的，即在竖直方向上B球做自由落体运动．
2．在探究平抛运动的规律时，可以选用如图5－3－6所示的各种装置图，则以下操作合理的是 (　　)

图5－3－6
A．选用装置图甲争辩平抛物体的竖直分运动时，应当用眼睛看A、B两球是否同时落地
B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A肯定要低于水面
C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不肯定从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D．除上述装置外，还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹
答案　BD
解析　小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难精确     推断出小球落地的先后挨次，应听声音，选项A不合理；竖直管的上端A应低于水面，这是由于竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面凹凸的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得每秒15帧的录像就等同于做平抛运动试验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确．
3．(1)争辩平抛运动，下面哪些做法可以减小试验误差 (　　)
A．使用密度大、体积小的钢球
B．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
C．试验时，让小球每次都从同一高度由静止开头滚下
D．使斜槽末端切线保持水平
(2)图5－3－7
某同学在做“争辩平抛运动”的试验中，遗遗忘下小球做平抛运动的起点位置O，A为小球运动一段时间后的位置，依据如图5－3－7所示，求出小球做平抛运动的初速度为________m/s.
答案　(1)ACD　(2)2.0
解析　(1)争辩平抛运动时，钢球体积越小，所受空气阻力越小，并且记录小球通过的位置越精确     ，A正确；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开头滚下，可保证小球的初速度不变，与钢球和斜槽间的摩擦无关，B错误，C正确；试验时必需使斜槽末端的切线水平，以确保小球水平飞出做平抛运动．D正确．
(2)由题图可知AB、BC间的竖直距离
yAB＝15 cm＝0.15 m，yBC＝25 cm＝0.25 m
由于xAB＝xBC＝0.20 m，所以小球从A运动到B运动到C的时间相同，设此时间为t.
据yBC－yAB＝gt2得
t＝ ＝ s＝0.10 s
又由于xAB＝v0t
所以v0＝＝ m/s＝2.0 m/s
4.图5－3－8
如图5－3－8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5 cm，假如g取10 m/s2，那么：
(1)照相机的闪光频率是________Hz；
(2)小球运动中水平分速度的大小是________ m/s；
(3)小球经过B点时的速度大小是________ m/s.
答案　(1)10　(2)1.5　(3)2.5
解析　(1)由于xAB＝xBC，所以tAB＝tBC.在竖直方向上，由Δy＝gT2得5L－3L＝gT2，解得T＝0.1 s
故闪光频率为10 Hz.
(2)水平分速度v＝＝ m/s＝1.5 m/s.
(3)vBy＝＝ m/s＝2.0 m/s
又知vBx＝1.5 m/s
所以vB＝＝ m/s＝2.5 m/s.