3.实验:研究平抛运动 1.在“研究平抛物体的运动规律”的实验中,在安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,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 答案:B 解析:斜槽末端切线必须水平,是为了确保初速度水平,以满足平抛运动的条件。 2.用描迹法探究平抛运动的规律时,应选用下列各组器材中的哪一组(　　)。 A.铁架台,方木板,斜槽和小球,秒表,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片 B.铁架台,方木板,斜槽和小球,天平和秒表,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片 C.铁架台,方木板,斜槽和小球,千分尺和秒表,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片 D.铁架台,方木板,斜槽和小球,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片 答案:D 解析:本题考查的是仪器的选择。实验中不需要测时间和小球的质量。 3.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,则下列说法中正确的是(　　)。 A.小球平抛的初速度不同 B.小球每次的运动轨迹不同 C.小球在空中运动的时间均不同 D.小球通过相同的水平位移所用时间可能相同 答案:AB 解析:小球从离抛出点高的位置释放,轨迹线较平;小球从离抛出点低的位置释放,初速度较小,轨迹线较竖直,故A、B正确;在空中运动的时间由抛出点与落地点间竖直高度决定,与初速度大小无关,故C错误;因初速度不同,故通过相同的水平位移所用时间一定不同,D错误。 4.(2013·安徽六安高一检测)在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.6 cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的A、B、C、D点所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=　　　　(用L、g表示),其值是　　　　(g取10 m/s2)。小球在B点的速率为　　　　。(取两位有效数字)?  答案:2　0.80 m/s　1.0 m/s 解析:题图中A、B、C、D点位置对应水平位移相等。说明A→B、B→C、C→D所用时间相同,在竖直方向上,根据匀变速直线运动的特点,Δx=aT2,则有L=gT2① 而水平方向上2L=v0T② 联立①②得:v0=2=2 m/s=0.80 m/s。 小球在B点的竖直分速度vy=③ 联立①③得vy=1.5=0.60 m/s。 小球在B点的合速度v==1.0 m/s。 5.  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,根据如图所示,求出物体做平抛运动的初速度为　　　　 m/s。(g取10 m/s2)? 答案:2.0 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 6.  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,见图)、铁架台(带有夹具)、米尺。 (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)见解析　(2)必须保持弹射器水平　(3)弹丸下降的高度y和水平射程x　(4)保证y不变的情况下,多次测量x,求其平均值　(5)v0=x 解析:(1)由平抛运动的实验原理可知,弹丸做平抛运动时,通过测量下落高度可求出运动时间,再测出水平位移可求出其做平抛运动的初速度,故实验示意图如图所示。  (2)为保证弹丸初速度沿水平方向,弹射器必须保持水平。 (3)应测出弹丸下落的高度y和水平射程x,如图所示。 (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,然后求水平射程x的平均值,以减小误差。 (5)因为y=gt2,所以t=,又x=v0t 故v0==x。 7.某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图乙所示。图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。 完成下列填空:(重力加速度取9.8 m/s2) (1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3。从图乙中可读出|y1-y2|=　　? m,|y1-y3|=　　　 m,|x1-x2|=　　　 m(保留两位小数)。? (2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动,利用(1)中读取的数据,求出小球从P1运动到P2所用的时间为　　　 s,小球抛出后的水平速度为 m/s。(均可用根号表示)?  　甲　　　　　　　　　　　　　乙 答案:(1)0.60　1.60　0.60　(2)　2.97 解析:(1)由题图乙可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格,P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格,所以有 |y1-y2|=0.60 m,|y1-y3|=1.60 m P1到P2两点在水平方向的距离为6格,则有 |x1-x2|=0.60 m。 (2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等,竖直方向根据Δy=at2,且a=g,解得时间为 s,则有v0= m/s=2.97 m/s。 8.如图所示为测量子弹的速率的装置,子弹射穿A纸片后又射穿B纸片,已知子弹到A纸片的距离为s,两纸片的距离为Δs,两孔高度差为h,求子弹飞行的水平速率v0。  答案: 解析:设子弹水平速率为v0, 子弹射到A纸片所经时间tA= 竖直下落高度h1=g()2 子弹射到B纸片所经历的时间tB= 竖直下落高度h2=g()2 又h2-h1=h 故解得v0=。
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