2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练三实验探究平抛运动的特点新人教版必修第二册.doc

课时跟踪训练（三） 实验：探究平抛运动的特点
A级—学考达标
1．[多选]在做“探究平抛运动的特点”实验时，下列说法正确的是(　　)
A．安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直
B．斜槽必须光滑
C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的特点
解析：选ACD　做本实验必须使斜槽末端切线水平，使钉有坐标纸的木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴。斜槽没必要必须光滑，只要能使小球飞出的初速度相同即可。小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球每次飞出的初速度相同。综上可知A、C、D正确B错误。
2．如图所示，在探究平抛运动的特点时，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(两球不相撞)。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了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：选C　这是一个对比实验，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，其实是将A球竖直方向的分运动与B球的自由落体运动进行对比，实验时，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，由此可知A球竖直方向的分运动是自由落体运动。
3．[多选]为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有(　　)
A．两球的质量应相等
B．两球同时落地
C．应改变装置的高度，多次实验
D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
解析：选BC　开始运动后，A、B两球均只受重力作用，竖直方向的运动相同，不受质量影响，故A错误。A球在竖直方向上的分运动和B球的运动相同，均为自由落体运动，故它们同时落地，故B正确。实验中，必须改变某些条件，重复实验多次，才能说明所得规律的普遍性，故C项所述做法是必需的，故C正确。该实验无法说明A球在水平方向上的分运动情况，故D错误。
4．如图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。

用频闪照相的方法研究A、B两球的运动。如图乙所示是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为(　　)
A．A小球在水平方向做匀速运动
B．A小球在水平方向做匀加速运动
C．A小球在竖直方向做匀速运动
D．A小球在竖直方向做匀加速运动
解析：选A　相邻竖直线之间的距离相等，说明平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，A正确，B错误；竖直方向上位移越来越大，只能说明在竖直方向上A小球做加速运动，C、D错误。
5．在“探究平抛运动的特点”的实验中：
(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是________________________________________________________________________。
(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的。

(3)某同学建立的直角坐标系如图所示，若他在安装实验装置和进行实验操作时只有一处失误，即是___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)斜槽末端水平时小球在斜槽末端受力平衡，即放在槽口能静止不动。
(2)用铅垂线来确定竖直线最准确。
(3)坐标原点应在平抛起点小球的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点。
答案：(1)将小球放置在槽口处轨道上，看小球能否保持静止　(2)铅垂线　(3)坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点
B级—选考提能
6.在“探究平抛运动的特点”实验中，
(1)图1是用横挡条卡住平抛小球，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
[多选]在此实验中，下列说法正确的是________。
A．斜槽轨道必须光滑
B．记录的点应适当多一些
C．用光滑曲线把所有的点连接起来
D．y轴的方向根据重锤线确定

(2)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0
B．释放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切线不水平
解析：(1)由题干中确定小球平抛运动轨迹的方法及实验原理知，坐标原点应选小球的上端，所以选B。实验过程中，斜槽轨道不一定光滑，只要能够保证小球从同一位置由静止释放，离开斜槽末端的初速度一样就可以，所以A错误；记录点应适当多一些，能够保证描点所得的轨迹更平滑，选项B正确；描点时与平滑曲线偏差过大的点需舍去，选项C错误；y轴必须是竖直方向，即用重锤线确定，即选项D正确。
(2)由题图可知斜槽末端切线不水平，才会造成斜抛运动，选项C符合题意。
答案：(1)B　BD　(2)C
7.为了探究做平抛运动的物体在竖直方向的运动规律，某同学设计了如下实验。如图所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球，小球在运动过
程中，在木板上留下影子。图中A、B、C、D是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中在木板上留下的影子的位置。现测得各点到O点的距离分别为5.0 cm、19.8 cm、44.0 cm、78.6 cm。试根据影子的运动讨论小球在竖直方向上的运动情况。(已知照相机的闪光频率为10 Hz)
解析：小球运动过程中在木板上留下的影子反映了小球在竖直方向的运动情况。照相机的闪光周期T＝0.1 s，影子在每一个闪光时间内的位移分别为x1＝5.0 cm、x2＝148 cm、x3＝24.2 cm、x4＝34.6 cm。根据逐差法可求得影子运动的加速度。
x3－x1＝2a1T2
x4－x2＝2a2T2
所以a＝＝＝9.75 m/s2
在误差允许的范围内小球的加速度等于重力加速度，可见，小球在竖直方向的运动为自由落体运动。
答案：小球在竖直方向的运动为自由落体运动
8．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)说明图乙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)利用拴在槽口处的铅垂线画出y轴，x轴与y轴垂直。
(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。
答案：见解析

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