第5章 第3课时 实验：研究平抛运动
基础夯实
1．在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小空气阻力对小球的影响．选择小球时，应选择下列的( )
A．实心小铁球 B．空心铁球
C．实心小木球 D．以上三种球都可以
答案：A
2．(广东滨河中学高一检测)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．重垂线 B．秒表
C．坐标纸或白纸 D．天平
答案：AC
3．在“探究平抛运动的规律”的实验中，把白纸固定在木板上的情况如图所示，正确的是( )
答案：C
4．“在探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图所示，在实验前应( )
A．将斜槽的末端切线调成水平
B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
D．测出平抛小球的质量
答案：AB
解析：根据平抛运动的特点及实验要求知A、B正确．
5．如图所示为用频闪摄影方法拍摄的三个同时由同一点出发的小球的运动情况，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________．
答案：做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，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，即在水平方向上B球做匀速直线运动．将B球与C球的运动相比较，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球运动是相同的，即在竖直方向上B球做自由落体运动．
6．(2010·哈师大附中高一检测)在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤如下：
A．让小球多次从________位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置．
B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是________________________________．
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0＝________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值．
D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹．
上述实验的合理顺序是________(只排列序号即可)
答案：同一 将小球放到槽口末端任一位置均不滚动 x BACD
7．(河北正定中学高一检测)在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实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＝10.00cm，A、B间距离y1＝5.02cm，B、C间距离y2＝14.82cm.请回答以下问题(g＝9.8m/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？
答：________________________________________.
②根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.
答案：①保证同一初速度平抛 ②x ③1
能力提升
1．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研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看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一定要低于水面
C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一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
E．选用装置3中木板要竖直，减少小球与木板的摩擦
F．选用装置3斜槽要足够光滑
G．选用装置3斜槽末端可以不水平
H．选用装置3建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点．
I．选用装置3根据曲线计算平抛运动的速度时，在曲线上取离原点O较远的点计算
答案：BDEI
2．(江西省金溪一中高一检测)某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：
A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a，b，c三点，且ab＝bc＝20.00cm，如图．
B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1＝h.
C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2＝h＋10.00(cm)．
D．让钢球从斜面上的同一位置由静上滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3＝h＋30.00(cm)．
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0＝________m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby＝________m/s.已知钢球的重力加速度为g＝10m/s2，空气阻力不计．
答案：2.00 1.50
解析：由Δh＝gT2得T＝0.1s，∴v0＝＝2m/s
vby＝＝1.5m/s.
3．(2011·银川一中高一检测)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛__________________．
(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为________m/s.
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，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.
答案：(1)水平，初速度相同 (2)1.6m/s
(3)1.5m/s 2m/s
解析：(2)方法一：取点(19.6,32.0)分析可得：0.196＝×9.8×t12 0.32＝v0t1
解得：v0＝1.6m/s.
方法二：取点(44.1,48.0)分析可得：0.441＝×9.8×t22 0.48＝v0t2
解得：v0＝1.6m/s.
(3)由图可知，物体上A→B和由B→C所用的时间相等，且有：
Δy＝gT2 x＝v0T
解得：v0＝1.5m/s vBy＝＝2m/s.
4．(2010·衡水高一检测)如图甲所示是研究平抛运动的实验装置简图，图乙是实验后白纸上的轨迹图．
(1)说明图中的两条坐标轴是如何作出的．
(2)说明判断槽口的切线是否水平的方法．
(3)实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一步骤时应注意什么？
解析：(1)利用拴在槽口处的重垂线画出y轴，x轴与y轴垂直，原点为小球在槽口末端时球心在白纸上的投影点．
(2)将小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚动，也不向外滚动，说明槽口的末端是水平的．
(3)应注意每次小球都从轨道上同一位置由静止释放．
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