3 实验：研究平抛运动
(时间：60分钟)
知识点
基础
中档
稍难
实验原理及操作
1、2
3、4
实验数据处理
5、6
7
综合提升
8、9
知识点一 实验原理及操作
1．在做研究平抛物体的运动的实验中，在调整斜槽时，必须使斜槽末端切线方向水平，这样做的目的是
( )．
A．为了使小球初速度每次都相同
B．为了使小球运动轨迹是抛物线
C．为了使小球飞出时，初速度方向水平
D．为了使小球在空中运动时间每次都相等
解析 小球平抛的初速度大小与释放点高度有关，运动轨迹是否是抛物线与斜槽末端的切线水平无关，小球在空中运动的时间主要由高度决定，故选项A、B、D错误；只有斜槽末端切线水平，才能保证小球离开槽口后做平抛运动．
答案 C
2．在“研究平抛物体的运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是
( )．
A．小球平抛的初速度不同
B．小球每次做不同的抛物线运动
C．小球在空中运动的时间每次均不同
D．小球通过相同的水平位移所用时间均不同
解析 因小球滚下的高度不同，则小球抛出时的初速度不同，但在竖直方向上仍是自由落体运动，时间不变，水平方向的位移变化了，选项C错误．
答案 C
3．平抛物体的运动规律可以概括为两条：一是水平方向的匀速直线运动；二是竖直方向的自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图5-3-6所示，用小锤击打弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则这个实验
( )．
图5-3-6
A．只能说明上述规律中的第一条
B．只能说明上述规律中的第二条
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
解析 该题考查对平抛运动及其分运动的理解．实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，两球同时落地说明A球在竖直方向的分运动和B球相同，即在竖直方向做自由落体运动，不能说明规律一．故正确答案为B.
答案 B
4．(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________．
A．停表 B．坐标纸
C．天平 D．弹簧秤
E．重垂线
(2)实验中，下列说法正确的是________．
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．为使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E．为了比较准确地找出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点都连接起来
解析 还需要的器材是坐标纸和重垂线．做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动．为使小球运动轨迹相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置无初速滚下．描点法画物体运动的轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点应舍去．
答案 (1)BE (2)AD
知识点二 实验数据处理
5．在研究平抛物体量运动的实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测量的数据有
( )．
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
解析 由平抛运动规律，竖直方向y＝gt2，水平方向x＝v0t，因此v0＝x ，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v0，故C、D正确．
答案 CD
6．如图5-3-7所示为利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5-3-7
(1)______________ __________________________________________
(2)_______________ ________________________________________________
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规律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规律与匀速直线运动相同．
答案 (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．
7．某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为物体运动一段时间后的位置，根据图5-3-8所示，求出物体做平抛运动的初速度为大小______m/s.(g取10 m/s2)
图5-3-8
解析 由题图可知AB、BC间的竖直距离yAB＝15 cm＝0.15 m，yBC＝0.25 m
因为xAB＝xBC＝0.20 m，所以小球从A运动到B与从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
又因为xAB＝v0t，所以v0＝＝ m/s＝2.0 m/s.
答案 2.0
8．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图5-3-9所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．
图5-3-9
(1)画出实验示意图．
(2)在安装弹射器时应注意_________________________________________．
(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________．
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________．
(5)计算公式为___________________________________________________．
答案 (1)实验示意图如图所示
(2)弹射器必须保持水平
(3)弹丸下降高度y和水平射程x
(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验，测量水平射程x，得出平均水平射程x
(5)
9．某同学做“研究平抛运动规律”的实验时，只在白纸上画出了与初速度v0平行的Ox轴，以及做平抛运动小球的一部分轨迹，忘了画坐标原点和Oy轴，如图5-3-10所示．在这种情况下，若只用刻度尺，如何求得该小球的初速度v0?
图5-3-10
解析 为了求出平抛运动的初速度，要画出三条等间距(Δx)、平行于y轴的竖直线与轨迹交于A、B、C三点，如图所示．然后分别过A、B、C三点作出三条水平线，A、B两点竖直距离为y1，A、C两点竖直距离为y2，根据以上数据就可以计算出v0.
因为yBC－yAB＝gt2(t为经相邻两点的时间间隔)
即y2－2y1＝gt2
又Δx＝v0t
两式联立，解得v0＝Δx.
答案 见解析
【点此下载】