高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点随堂练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点随堂练习题，共12页。试卷主要包含了3　探究平抛运动的特点，13，16等内容，欢迎下载使用。


一、抛体运动和平抛运动
1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用的运动．
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动．
3．平抛运动的特点：
(1)初速度沿水平方向；
(2)只受重力作用．
二、实验目的
探究物体做平抛运动的特点，即物体的速度和位移随时间的变化关系．
三、实验思路
1．基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点．
2．平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动．
四、进行实验
方案一：频闪照相(或视频录制)的方法
(1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)；
图1
(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；
(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；
(4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；
(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.
方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
图2
(1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动．观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音．
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球仍同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动．
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
1．装置和实验
(1)如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板．
图3
(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹．
(3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置．
(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．
(5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹．
(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点．
(7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向位移相等，平抛运动水平方向为匀速直线运动．
2．注意事项
(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)．
(2)背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直．
(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同．
(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点．
(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜．
【经典例题1】（安徽省合肥市第十一中学2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题） 如图，是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_____。
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．木板必须保持竖直
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平拋起点为坐标原点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，图中图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_____。
A． B．
C． D．
(3)下图是某同学根据实验画出平抛小球的运动轨迹，为平抛的起点，在轨迹上任取三点、、，测得点坐标，为，两点水平间距为。则平抛小球的初速度为_____，若点的竖直坐标为，则小球在点的速度为_____。（结果保留两位有效数字，取）
【变式训练1】（西藏拉萨市第二高级中学2019-2020学年高一（下）期末测试物理试题）13. 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时的_______ ．
A.球心 B.球的上端 C.球的下端
在此实验中，下列说法正确是________ ．
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轴的方向根据重垂线确定
（2）图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可以判断实验操作错误的是____ ．
A.释放小球时初速度不为零 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平
（3）图3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_______．
【经典例题2】（海南省西南大学东方实验中学2019-2020学年高一（下）期末模拟物理试题）14. “探究平抛运动的规律”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，在方格纸上建立如图所示的坐标系，小方格的边长L=6.4cm，若小球在平抛运动实验中记录了几个位置如图中的a、b、c、d、e所示．(g=10m/s2)
(1)图示的几个位置中，明显有问题的是________；
(2)小球平抛的初速度为________m/s;
(3)小球经过位置b的速度为________m/s.
【变式训练2】（陕西省榆林市绥德县绥德中学2019-2020学年高一（下）期末模拟检测物理试题）13. （1）下列有关“探究平抛物体的运动”实验说法正确的是（ ）
A.小球与斜槽之间必须光滑无摩擦
B.安装斜槽时其末端一定要水平
C.应使用密度大、体积小的金属球
D.每次释放小球必须从同一高度沿斜槽滚下
（2）在上面实验中同时用闪光照相方法研究平抛运动规律时，由于某种原因，只拍到了部分方格背景及小球的三个瞬时位置A、B、C（如图示）．若已知每小格的实际边长均为L=5cm．则小球做平抛运动的初速度v0=___m/s，小球经B点时的竖直分速度vBy=____m/s(g取10m/s2)．
1.（西藏拉萨市第四中学2019-2020学年高一（下）期末物理试题）13. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是__________。
A．必须称出小球的质量
B．斜槽轨道必须是光滑的
C．斜槽轨道末端可以不是水平的
D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下
（2）在一次实验中通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图乙所示，方格纸每个格的边长L＝5cm，则该小球做平抛运动的初速度为______m/s；B点的竖直分速度为______m/s（g＝10m/s2）。
2.（西藏林芝市第二高级中学2019-2020学年高一（下）期末物理试题）16. 采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验
（1）实验时需要下列哪个器材____
A．弹簧秤 B．重锤线 C．打点计时器
（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．下列的一些操作要求，正确的是____
A．每次必须由同一位置静止释放小球
B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．记录的点应适当多一些
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片．在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是________________．已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是____
A． B． C． D．
3.（安徽省合肥市第六中学2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题）13. 用如图1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PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN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.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道要尽量光滑些
C.斜槽轨道末端必须保持水平
D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y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Q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y轴时_____________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。
(3)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，只要下落高度相同，在空中飞行的时间都一样。这实际上是因为平抛物体_____________。
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
4.（广西梧州市2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题）13. （1）在用小球、斜槽、重垂线、木板、坐标纸、图钉、铅笔做 “研究平抛运动”的实验中，下列说法正确的是______
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末短可以不水平
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
D．要使描出的轨迹更好地反映小球的真实运动，记录的点应适当多一些
（2）若某次研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度v0= __ （用g，L表示），a点______ （选填“是”或“不是”） 小球的抛出点．
.（四川省泸州市2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题）13. 某同学在做“测量平抛运动初速度”的实验研究时，实验简要步骤如下：
(1)按实验要求安装好器材，如图甲所示。注意斜槽末端切线要____，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线。
(2)让小球多次从同一位置静止释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图乙中A、B、C所示。
(3)取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹。
(4)已知图中每个方格边长为，重力加速度g取，则小球从A到B的运动时间是__s，小球做平抛运动的初速度是____。
抛出时间
T
2T
3T
4T
5T
水平位移
竖直位移
结论
水平分运动特点
竖直分运动特点