2022届高三物理一轮复习知能检测：4-5实验：探究平抛运动的规律-.docx

[命题报告·老师用书独具]
学问点
题号
试验原理和操作
2、3
留意事项和误差分析
1、5
数据处理
4、6
试验创新设计
7
1.在“争辩平抛运动的试验”中，不会增大试验误差的是(　　)
A．小球每次自由滚落的高度不同
B．斜槽末端不水平
C．小球飞行过程受到空气阻力
D．斜槽与小球之间有摩擦
解析：为保证小球每次做平抛运动的初速度相同，每次释放小球时应在斜槽上的同一位置，A错．斜槽末端不水平，小球离开斜槽后不做平抛运动，B错．小球飞行过程受到空气阻力作用，它不做平抛运动，运动轨迹不是严格的抛物线，C错．试验中要求小球离开槽末端的瞬时速度水平且大小相等，只要从同一位置无初速释放，抛出的速度均相同，与斜槽与小球间有无摩擦没有关系，D对．
答案：D
2.如图所示，为通过试验得到的一条平抛运动的轨迹，在竖直坐标轴y上，从原点开头向下任取一个坐标为h的点，再找到坐标为4h,9h,16h，…的点，过这些点做水平线，与轨迹分别相交于A、B、C、…各点，交点的横坐标分别为OA′，OB′，OC ′，…用直尺量得OA′＝A′B′＝B′C′＝…，这说明(　　)

A．由于小球从O到A、A到B、B到C的运动时间不等，所以平抛运动沿水平方向的分运动是变速运动
B．由于小球从O到A、A到B、B到C的运动时间在增加，所以平抛运动沿水平方向的分运动是减速运动
C．由于小球沿竖直方向的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以在小球运动过程中从O到A、A到B、B到C的运动时间都是相等的，故平抛运动沿水平方向的分运动是匀速直线运动
D．由于小球沿竖直方向的分运动不是初速度为零的匀加速直线运动，所以平抛运动沿水平方向的分运动不是匀速直线运动
解析：本题是在已探究出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动的状况下，通过该试验来探究平抛运动在水平方向的分运动．依据自由落体运动的规律可知，其在连续相等的时间内的位移之比为1∶3∶5∶…，故可知小球由O到A、A到B、B到C的运动时间相等．而在水平方向上，有OA′＝A′B′＝B′C′＝…，所以水平方向上的运动速度相等，做匀速直线运动．
答案：C
3．如图所示，在争辩平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．转变整个装置的高度H，做同样的试验，发觉位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该试验现象说明白A球在离开轨道后(　　)

A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
解析：由于B球做自由落体运动，A、B两球总是同时落地，说明A球在竖直方向上和B球做同样的运动，也做自由落体运动，C正确，D错误．至于水平方向上A球做什么运动，该试验无法说明，A、B均错．
答案：C
4．在争辩平抛运动的试验中，某同学只在竖直板面上登记了重垂线y的方向，但忘了登记平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示．现在曲线上取A、B两点，量出它们到y轴的距离，AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的竖直距离h，用这些可以求得小球平抛时初速度为________．

解析：设y轴上的O点为抛出点，由平抛规律OA′＝gt，x1＝v0t1；OB′＝gt，x2＝v0t2；OB′－OA′＝h，联立求出v0＝　.
答案：　
5．利用试验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的装置．钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动．每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹是确定的，设法用铅笔描出小球经过的位置，通过多次试验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹．

(1)某同学在安装试验装置和进行其余的操作时都精确     无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示．他的错误之处是________ .
(2)该同学依据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点(x，y)，运用公式v0＝x　求小球的初速度v0，这样测得的平抛初速度值与真实值相比________．(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
解析：(1)小球平抛运动的起点在斜槽末端正上方小球球心所在处，该同学的错误在于他将斜槽末端点作为坐标原点．
(2)这样建立坐标系后，坐标y值测量偏小，由v0＝x　求出的小球的初速度v0将比真实值偏大．
答案：(1)将斜槽末端点作为坐标原点　(2)偏大
6．在争辩平抛物体运动的试验中，用一张印有小方格的纸记录物体的运动轨迹，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所示，则小球平抛运动的初速度的计算式为v0＝________(用L、g表示)，其值是________(g＝10 m/s2)．小球在b点的速率为________．(取二位有效数字)

解析：图中a、b、c、d位置对应水平位移相等．说明a→b、b→c、c→d所用时间相同，依据匀变速直线运动的特点，Δx＝aT 2，则有L＝gt 2①
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＝vac＝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.
答案：2　0.80 m/s　1.0 m/s
7．某同学设计了一个争辩平抛运动的试验．试验装置示意图如图所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′……)，槽间距离均为d.把掩盖复写纸的白纸铺在硬板B上．试验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.试验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示．

(1)试验前应对试验装置反复调整，直到________________________________________________________________________．
每次让小球从同一位置由静止释放，是为了________________________________________________________________________．
(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了________________________________________________________________________．
(3)在图中绘出小球做平抛运动的轨迹．
解析：(1)争辩平抛运动的规律，首要的一点是使小球沿水平方向抛出．所以试验前要反复调整斜槽，使斜槽的末端处于水平状态，并使板A水平，插槽P0P0′垂直斜轨并在斜轨末端正下方．释放小球时，每次要使小球从斜槽的同一位置滑下的主要缘由是为了使小球每次抛出时具有同样的水平初速度v0.
(2)试验过程中，竖直木板在后移d的同时也向纸面内侧平移距离d，是为了让每次的小球落点不在记录纸面的竖直直线上，而在侧移了的平面上，使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离．由水平方向的匀速运动争辩竖直方向的运动规律．
(3)小球的平抛运动轨迹如图所示．

答案：(1)斜轨末端水平、A板水平、插槽P0P0′垂直斜轨并在斜轨末端正下方　保证小球抛出时的水平初速度相同
(2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离
(3)见解析