2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练十科学探究平抛运动的特点鲁科版必修第二册.doc

课时跟踪训练（十） 科学探究：平抛运动的特点A级学考达标1(2019宜昌高一检测)在做“探究平抛运动的特点”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置。以下操作合理的是()A选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，可多次改变小球距地面的高度，但必须控制每次打击的力度不变B选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，要以槽口的端点为原点建立坐标系解析：选B选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动，每次打击的力度是否相同对实验结果无影响，故A错误；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C错误；选用装置丙建立坐标系时，以斜槽末端端口上方小球球心处为坐标原点，故D错误。2(2019德州高一检测)两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：(1)甲同学采用如图1所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，则说明_。(2)乙同学采用如图2所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可视为与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使ACBD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使小铁球P、Q同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是_。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，则说明_。解析：(1)甲同学的实验说明两球具有等时性，由此说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。(2)小铁球P、Q在水平轨道上相遇，即小铁球P击中小铁球Q。水平方向运动情况相同，则说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。答案：(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)小铁球P击中小铁球Q平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动3多选下列哪些因素会使“探究平抛运动的特点”实验的误差增大()A小球与斜槽之间有摩擦B安装斜槽时其末端不水平C建立坐标系时，直接以斜槽末端端口位置为坐标原点D根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远解析：选BC小球与斜槽之间有摩擦，不影响实验的测量，只要保证小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，获得的初速度就一样，故A项不会使误差增大；安装斜槽时其末端不水平，小球的运动不是平抛，会引起误差，故B项会使误差增大；建立坐标系时，应以小球在斜槽末端端口时的球心在木板上的投影为坐标原点，否则会引起误差，故C项会使误差增大；根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远，会使长度测量的相对误差较小，故D项不会使误差增大。4.如图所示，为一个“探究平抛运动的特点”的实验装置，将一个斜槽固定在课桌桌面边缘，使斜槽末端切线水平，右边缘A距竖直墙面x110 cm。把白纸和复写纸贴在墙上，记录钢球的落点。使钢球从斜槽上某点由静止滚下打在墙上，记录落点为P；将课桌向远离墙面方向移动使斜槽右边缘A距竖直墙面x220 cm，使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下打在墙上，记录落点为N；再次移动课桌，使斜槽右边缘A距竖直墙面x330 cm，钢球仍从斜槽上同一位置由静止滚下打在墙上，记录落点为M；测得OM31 cm，ON56 cm，OP71 cm。(1)多选实验中为了减小误差而采取的措施中正确的是_。A斜槽轨道必须光滑B小球每次都应从同一高度由静止释放C每次都要平衡摩擦力D小球应选用体积较小的实心钢球E每次实验中均应重复几次后，再记录平均落点(2)由测得的数据可求出小球平抛的初速度为_ m/s(不计空气阻力，g取10 m/s2，结果保留2位有效数字)。解析：(1)斜槽轨道不一定要光滑，只要每次从斜槽的同一位置由静止释放小球即可，故A错误，B正确；实验中不需要平衡摩擦力，故C错误；小球应选用体积较小的实心钢球，故D正确；为了减小误差，每次实验中均应重复几次后，再记录平均落点，故E正确。(2)根据yNMPNgT2，代入数据解得：T0.1 s，在水平方向：xx3x2v0T，解得：v01.0 m/s。答案：(1)BDE(2)1.0 m/s5某同学用图1所示装置做“探究平抛运动的特点”的实验，根据实验结果在坐标纸上描绘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2所示。图2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(重力加速度g取9.8 m/s2)。完成下列填空：(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2中可读出|y1y2|_m，|y1y3|_m，|x1x2|_ m。 (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(保留两位有效数字)。解析：(1)由题图2知，P1、P2的竖直间隔为6个小格，因此|y1y2|0.60 m，P1、P3的竖直间隔为16个小格，因此|y1y3|1.60 m，P1、P2的水平间隔为6个小格，因此|x1x2|0.60 m。(2)由于P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等，所以P1到P2的时间与P2到P3的时间相等，设为t。根据小球在竖直方向做匀变速直线运动，有|y3y2|y2y1|gt2，代入数据得t0.20 s。小球抛出后的水平速度vx m/s3.0 m/s。答案：(1)0.601.600.60(2)0.203.0B级选考提能6(2019济南高一检测)在“探究平抛运动的特点”实验中：(1)图1是用横挡条卡住平拋小球，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点时的_。A球心B球的上端C球的下端(2)多选在此实验中，下列操作不必要的是_。A斜槽轨道必须光滑B记录的点应适当多一些C用平滑曲线把所有的点连接起来Dy轴的方向根据铅垂线确定(3)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是_。A释放小球时初速度不为0B释放小球的初始位置不同C斜槽末端切线不水平解析：(1)确定平抛运动轨迹时，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球心，故选项A正确，B、C错误；(2)实验过程中，斜槽不一定要光滑，只要能够保证小球从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故选项A是不必要的；记录的点适当多一些，能够保证描点所得的曲线更平滑，用平滑曲线连接所描的点，偏离曲线较远的点应舍去，故选项B是必要的，选项C是不必要的；y轴必须沿竖直方向，即用铅垂线确定，故选项D是必要的。(3)由题图2可知斜槽末端不水平，才会造成小球做斜抛运动，故选项C正确，A、B错误。答案：(1)A(2)AC(3)C7(2019泰安高一检测)用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验。(1)实验室提供了如下器材：小钢球，固定有斜槽的木板，坐标纸，铅垂线，铅笔，刻度尺，秒表，图钉。其中不必要的器材是_。(2)某同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系，如图乙所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹是符合yax2的抛物线。在抛物线上选取任意一点A，用刻度尺测得A点位置坐标为(40.00,20.00)(单位cm)，重力加速度g取10 m/s2。根据数据可以求出a_，小球平抛运动的初速度v0_m/s。(3)利用平抛运动规律还可以测定弹簧弹性势能的大小。将一弹簧(劲度系数未知)固定在一个带光滑凹槽的直轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘，如图丙所示。用钢球将弹簧压缩，然后突然释放，钢球将沿轨道飞离桌面做平抛运动，最终落到水平地面上。测得：小球做平抛运动的水平位移为x，竖直位移为y，小球的质量为m。重力加速度为g。该弹簧在被压缩时的弹性势能的表达式可表示为：Ep_(用已知物理量表示)。解析：(1)实验中不必要的器材是秒表。(2)由平抛运动的规律可知：ygt2，xv0t, 解得yx2ax2，将x40 cm，y20 cm代入可得：a1.25 m1；因a1.25 m1，解得v02 m/s。(3)小球做平抛运动的初速度：v0x ，则由动能定理可知，弹簧被压缩时的弹性势能：Epmv。答案：(1)秒表(2)1.25 m12(3)6