2022年高考物理實(shí)驗(yàn)提升特訓(xùn)專題05 探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

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1、2022年高考創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)特訓(xùn)提升 專題05探究平搪運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1.用傳感器和計(jì)算機(jī)可以方便地描出做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的軌跡，一種設(shè)計(jì)原理如圖甲所示。物體A以某一 初速度從。點(diǎn)水平拋出，它能夠在豎直平面內(nèi)向各個(gè)方向同時(shí)發(fā)射超聲波脈沖和紅外線脈沖，在它運(yùn)動(dòng)的 平面內(nèi)安放著超聲-紅外接收裝置8, 8盒裝有兩個(gè)超聲一紅外接收器，并與計(jì)算機(jī)相連，片、層各 自測(cè)出收到超聲脈沖和紅外脈沖的時(shí)間差，并由此算出它們各自與物體A的距離。 (1)為使運(yùn)動(dòng)軌跡更接近拋物線，物體A應(yīng)選用下列哪種小球更合理() A.小木球 B.小鋼球 C.小皮球 (2)如圖乙所示，某實(shí)驗(yàn)小組讓物體A在圖示位置同時(shí)發(fā)射超聲波脈

2、沖和紅外線脈沖，以拋出點(diǎn)。為坐標(biāo) 原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，若還測(cè)出了。點(diǎn)到8］、82的距離，重力加速度未知，則由題中條件可以求出 o A.物體A的初速度 B.物體A的位置坐標(biāo) C.物體A的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 D.物體A此時(shí)的速度方向 【答案】B BD 【解析】⑴⑴為減小空氣阻力的影響，應(yīng)選用小鋼球更合理。故選B。 ⑵⑵B.設(shè)A點(diǎn)坐標(biāo)為由幾何關(guān)系可得做2=丁+(08「4； x2+(OB2-y)2 由題意可知，AB|、AB2 y。用、。生均已知，聯(lián)立可解得八y,即可確定物體A的位置坐標(biāo)，B正確: AC.由平拋位移公式可得犬=卬；y = gg/由于重力加速度g未知，故無(wú)法求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t及初速度VO,

3、 AC 錯(cuò)誤； D.由速度偏角公式可得tan a =2=&■由位移偏角公式可得tan6=工=盧對(duì)比可得tan a = 2 tan4=空 % % x 2v0 X 故可確定物體A此時(shí)的速度方向，D正確。故選BD。 2.為了探究"平拋運(yùn)動(dòng)”的規(guī)律，小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下圖所示，其中M是電風(fēng)扇，它能夠帶動(dòng)小球A以一定初 速度進(jìn)入滑道。當(dāng)小球抵達(dá)第二個(gè)光電門(mén)時(shí)，傳感器接收到小球信號(hào)并傳輸至與平拋軌道等高的質(zhì)量更大 的8小球裝置處，將8小球由靜止釋放。試回答下列小題： /////////////////////////// （1）下列實(shí)驗(yàn)器材是本實(shí)驗(yàn)必須要的是 O A.帶重錘的線 B.刻度尺

4、 C.秒表 D.天平 E.祛碼 （2）當(dāng)測(cè)得光電門(mén)的間距為10cm,小球從光電門(mén)1到光電門(mén)2的時(shí)間為0.05s,則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速 度為- （3）本實(shí)驗(yàn)的目的是為了 o A.驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的初速度不影響豎直方向上速度的改變 B.驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的初速度越大，物體移動(dòng)的位移越大 C.驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)不受物體質(zhì)量的影響 D.驗(yàn)證重力越大的物體，在做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)受空氣阻力的影響更小 故選AB 度為% 平拋的初速度不影響豎直方向上速度的改變 故選A 擋板 77777 777777777a ⑷⑷A圖中操作方法正確，誤差較小，B圖把小球卡在外測(cè)量爪凹槽處，會(huì)產(chǎn)生較大誤差 為了探究

5、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了下面一個(gè)實(shí)驗(yàn) ⑶⑶本實(shí)驗(yàn)把平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較，主要目的是為r驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體 (2)[2]當(dāng)測(cè)得光電門(mén)的間距為10cm,小球從光電門(mén)1到光電門(mén)2的時(shí)間為0.05s,則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速 【解析】本實(shí)驗(yàn)需要用帶重錘的線確定豎直方向，需要刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)間距 在測(cè)量小球的直徑時(shí)，下列測(cè)量方法誤差較小的是. “匕平行光 擋板I I I I （1）如圖甲所示，。。為一豎直木板，小球從斜槽上擋板處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)。點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，右 側(cè)用一束平行光照射小球，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中便在木板上留下影子。如圖甲是

6、用頻閃照相機(jī)拍攝的小球在 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置以及在木板上留下的影子的位置，如圖中4 8、C、。點(diǎn)?，F(xiàn)測(cè)得各點(diǎn)到。點(diǎn)的距離分別 為5.0cm、19.8cm、44.0cm、78.6cm1,試根據(jù)影子的運(yùn)動(dòng)情況討論小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)情況。（已知 照相機(jī)的閃光頻率為10 Hz） （2）若將平行光改為沿豎直方向，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在地面上留下影子，如圖乙所示，用頻閃照相機(jī)拍 攝的影子的位置如圖中的O'、B'、C'、D0點(diǎn)。現(xiàn)測(cè)得各點(diǎn)到O'點(diǎn)的距離分別為19.6cm, 39.8cm, 60.2 cm、79.6cm,試根據(jù)影子的運(yùn)動(dòng)情況討論小球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)情況。 【答案】（1）見(jiàn)解析；（2）見(jiàn)解析

7、 【解析】（1）小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在木板上留下的影子反映了小球在豎宜方向的運(yùn)動(dòng)情況，照相機(jī)的閃光周期 T = 0.1s ,影子在連續(xù)閃光時(shí)間內(nèi)的位移分別為與=5.0cm、,v2 =14.8cm ,工=24.2cm、x4 = 34.6cm ,根據(jù) 逐基法可得，影子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a =心土止回以= 9.8m/s2加速度約等于重力加速度，可見(jiàn)，小 4T2 球在豎宜方向的運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)。 ⑵小球在地面上留下的影子的運(yùn)動(dòng)情況反映J-,小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)情況。各點(diǎn)到。點(diǎn)的距離即小球在對(duì) 應(yīng)時(shí)間內(nèi)在水平方向上的位移，可以作出位移一時(shí)間圖像來(lái)判斷小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)情況，如圖所示 山

8、圖像可以看出，小球水平方向的位移一時(shí)間圖線為一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明位移隨時(shí)間均勻變化，即 影子的運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，也就說(shuō)明小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)。 4.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量重力加速度g的大小。實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①調(diào)節(jié)斜槽軌道末端水平，并與斜面體ABC的頂端A點(diǎn)銜接，然后將斜槽和斜面體固定； ②將光電門(mén)傳感器固定在斜槽軌道末端，并調(diào)節(jié)其高度，使小球在斜槽軌道末端靜止時(shí)球心與光電門(mén)上的 小孔重合； ③先在斜面上鋪一層白紙，再在白紙上鋪復(fù)寫(xiě)紙，并將它們固定好； ④把小球從斜槽軌道上的某一位置由靜止釋放，使其脫離斜槽軌道后落到復(fù)寫(xiě)紙上，記錄小球經(jīng)過(guò)光電門(mén) 的遮光

9、時(shí)間,并測(cè)量小球落在斜面上的位置與A點(diǎn)的距離.V,； ⑤不斷改變小球從斜槽軌道上釋放的位置，重復(fù)步驟④，得到多組型和s值，并以』F為縱坐標(biāo)，以s 為橫坐標(biāo)，建立宜角坐標(biāo)系，描點(diǎn)作圖后得如圖丁所示的正比例函數(shù)圖像，圖像的斜率為\ （1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，該同學(xué)用圖乙所示的游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d,應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的 （填 或"U）進(jìn)行測(cè)量，示數(shù)如圖丙所示，該小球的直徑d為 mm； （2）為完成該實(shí)驗(yàn)，還需測(cè)量的物理量有 A.小球的釋放點(diǎn)到桌面的高度九B,斜面的高度為 C.斜面的長(zhǎng)度L D.小球的質(zhì)量m （3）請(qǐng)用k、d及笫（2）問(wèn)中所選物理量的符號(hào)表示重力加速度g的大小

10、: g= 【答案】B 11.30 BC 【解析】(1) 用于測(cè)量?jī)?nèi)徑，8用于測(cè)量外徑，C用于測(cè)量深度，故填8：根據(jù)游標(biāo)尺的刻度為20 格，總長(zhǎng)度比主尺短1mm,故精度為0Q5 mm,讀數(shù)=主尺讀數(shù)(單位mm )+游標(biāo)尺和主尺對(duì)齊的格數(shù)x0.05mm , 所以讀數(shù)為11.30 mm o (2) [3]該實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)小球落到斜面上之前的平拋運(yùn)動(dòng)的研究計(jì)算幣:力加速度，需要知道斜面傾角或傾角的 正余弦值，斜面傾角的正弦值sin。=與余弦值cos 6=在一%故選BC選項(xiàng)。 L L (3)⑷小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中x =咿，y = gg產(chǎn)初速度% =無(wú)由幾何關(guān)系得* = 585夕，

11、y = ssine 整理得1 2 = (f g s因此斜％1 一發(fā)卜得g-警 (Ar)2 2Lh2d2 2Lh2r 匕一眩 5.斜坡是山城重慶常見(jiàn)的一種道路情況。小張同學(xué)用卷尺和一把彈簧槍(如題圖所示)，結(jié)合自己的身高h(yuǎn) 及平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)，測(cè)量出自己家門(mén)口的一段長(zhǎng)斜坡的高度，具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下： rvr (1)小張同學(xué)先找一段水平路面，將小球裝入彈簧槍中，裝入彈簧槍中的小球應(yīng)選擇; A.小鋼球 B.小木球 C.小塑料球 D.均可 (2)用小球壓縮彈簧并記錄壓縮后彈簧的長(zhǎng)度，將彈簧槍貼在頭頂處沿 方向發(fā)射，如題圖所示， 然后測(cè)量出小球落地點(diǎn)到發(fā)射點(diǎn)的水平距離X； (3)

12、改變并記錄彈簧槍內(nèi)彈簧的長(zhǎng)度，重復(fù)步驟(2)多測(cè)幾組X； （4）小張同學(xué)走上斜坡，先用卷尺測(cè)量出斜坡的長(zhǎng)度L,然后用小球壓縮彈簧到（2）、（3）步驟中對(duì)應(yīng)長(zhǎng) 度，再將彈簧槍貼在路面上沿（2）、（3）步驟中相同方向發(fā)射，如題圖所示，然后測(cè)量出相應(yīng)的小球落地 點(diǎn)到發(fā)射點(diǎn)沿斜坡的距離刖； （5）用測(cè)得的X、X。繪制如題圖象，其縱坐標(biāo)應(yīng)選擇 （選填x, K或x3）； （6）找出圖線的斜率為k,求出斜坡傾角。的正弦值sin 6= （用6和k表示） （7）則斜坡的高度為H=Lsin。。 【答案】A 水平 x 瓦平 【解析】口）田要選擇密度大體積小的，鋼球的密度大，空氣阻力對(duì)鋼球的

13、影響比小木球和小塑料球的小, 故A正確，BCD錯(cuò)誤； ⑵⑵讓小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)，所以將彈簧槍貼在頭頂處沿水平方向發(fā)射； （5）⑶因?yàn)橥?= cos ￡ , 6角是斜面傾角，不變，故其縱坐標(biāo)應(yīng)選擇X： x h ⑹⑷因?yàn)橐欢﨏OS。=4所以X =公。根據(jù)勾股定理得伏/）2 +方2 = xj所以X。=, *0 5/1 一 k 則 sin Q - - = V1 - k2 % 6.如圖(a)所示，AB是一可升降的豎直支架，支架頂端A處固定一弧形軌道，軌道末端水平。一條形木板 的上端較接于過(guò)A的水平轉(zhuǎn)軸上，下端擱在水平地面上。將一小球從弧形軌道某一位置由靜止釋放，小球 落在木板上的某處，測(cè)出

14、小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程x和此時(shí)木板與水平面的夾角9,并算出tan。。改變支 架AB的高度，將小球從同一位置釋放，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組x和tan。，記錄的數(shù)據(jù)如下表： x / m 0 0.5 1.0 1.5 2.0 tan。 (a) (b) 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 tani? 0.18 0.32 0.69 1.00 1.19 1.43 x/m 0.035 0.065 0.140 0.160 0.240 0.290 ⑴在圖(b)的坐標(biāo)中描點(diǎn)連線，作出X— tan。的關(guān)系圖象。 () (2)根據(jù)x-tant?圖象可知小球做

15、平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0=—m/s；實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)9超過(guò)60。后，小球?qū)⒉粫?huì)掉落 在斜面上，則斜面的長(zhǎng)度為 m。(重力加速度g取:LOm/s?) (3)實(shí)驗(yàn)中有一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤，可能的原因是。 【答案】見(jiàn)解析 1。(0.96~1.04) 0.69 (0.65~0.73) 小球釋放位置與其他次實(shí)驗(yàn)不同(低于其 他次實(shí)驗(yàn)) 【解析】⑴⑴.x-tan。的關(guān)系圖象如圖所示. x/m (2)[2]{3],根據(jù)tang上得f =馬必”則水平射程為工=咿=出則可知圖線的斜率4 =生心 vat 8 8 8 4=管=0.2解得%=欄=舊1*m/s=1.0m/s當(dāng)氏60。時(shí)，有.=%詈=笆瀘$=今

16、 1 X _ /T 則斜面的長(zhǎng)度為s = —^-=T-=3&*0.69m cos600 1 5 2 (3)[4].實(shí)驗(yàn)中有?組數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤，由圖可知，水平射程偏小，由x=%，=2元,an。知，初速度偏小， g 即小球釋放位置低于其他次實(shí)驗(yàn). 7.某科學(xué)興趣小組要驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖甲所示，用輕質(zhì)細(xì)線拴接一小球，在懸 點(diǎn)。正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸 線長(zhǎng)為L(zhǎng),懸點(diǎn)到木板的距離OO' = 〃(〃>L)。 (1)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O'c = xo (2)圖乙

17、是以豎直方格板為背景通過(guò)頻閃照相得到的照片，每個(gè)格的邊長(zhǎng)L = 5cm,通過(guò)實(shí)驗(yàn)，記錄了小 球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖所示，則該頻閃照相的周期為 s,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為 m/s； (g = 10m/s2 ). (3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角小球落點(diǎn)與O'點(diǎn)的水平距離 x將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以r為縱坐標(biāo)、cos。為橫坐標(biāo)，得到如圖丙所示圖象，則當(dāng)6 = 30。時(shí)，x為 m (答案可帶根號(hào))。 【答案】0.1 1.5 0.52或3_6 加】⑵⑴⑵在豎直方向上,根據(jù)―得『哈=探黑。則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 3L _ 一于一 3x0.05 0.

18、1 m/s = 1.5m/s (3) [3]由圖內(nèi)可知x? =2-2cos。當(dāng)6 = 30。時(shí)，可得x =亞二= 0.52m 8.不久的將來(lái)，在一個(gè)未知星球上用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。懸點(diǎn)。正下方P點(diǎn)處有水平放 置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)對(duì)小球采 用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝。在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的多張照片，經(jīng)合 成后，照片如圖乙所示。。、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時(shí)間間隔是0.10s, 照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長(zhǎng)度與實(shí)際背景屏的長(zhǎng)度之比

19、為1： 4,則 ①由以上信息，可知。點(diǎn) (選填"是"或"不是")小球的拋出點(diǎn); ②由以上及圖信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為 m/s2； ③由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是 m/s ； ④由以上及圖信息可以算出小球在b點(diǎn)時(shí)的速度是 m/so 【答案】是 8 0.8 0.80 【解析】⑴⑴初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)位移之比為1： 3： 5,由圖可知因?yàn)樾?球在豎直方向位移之比為1:3:5,可知。點(diǎn)是拋出點(diǎn)； ⑵⑵由ob、be、cd水平距離相同可知，。至ijb、b到c運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，設(shè)為兀 在豎宜方向有AhugP 其中 7=0.10s,

20、可求出 g =馬=2x4x1-=8m/s2 T2 0.12 （3）⑶由兩位置間的時(shí)間間隔為0.10s,水平距離為2cm,由*=k 得水平速度為丫 =生答Tm/s=0.8m/s （4）[4]b點(diǎn)豎直分速度為ac間的豎直平均速度，則v產(chǎn)4x4x10 jm/s=o.8m/s所以"=抱+1=0.8血m/s 2x0.10 9.如圖甲，在農(nóng)田旁離地一定高度架有一水管，管口水平，小明根據(jù)學(xué)到的平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)，只用一把卷尺， 測(cè)量出水口單位時(shí)間內(nèi)流出的最大水量（假設(shè)水從出水口沿水平方向均勻流出，已知重力加速度為g）。步 驟如下： 圖甲 （1）如圖乙，關(guān)閉水閥，用卷尺測(cè)量出水龍頭的內(nèi)宜徑。=c

21、m； （2）測(cè)量水管上沿離地高度H,打開(kāi)水閥門(mén)且將其調(diào)到出水量最大，記下噴出水最遠(yuǎn)的落地位置，關(guān)上閥 門(mén)，測(cè)量出最遠(yuǎn)位置到出水口的水平距離L,則水流速度 （用題中物理量的字母表示）; (3)請(qǐng)推導(dǎo)單位時(shí)間出水量表達(dá)式Q= (用題中物理量的字母表示)。 【答案】4.50 匡 -7rD2L.p^ \2H 4 V2/7 【解析】(1)卬刻度尺讀書(shū)要估讀到分度尺的下一位，所以。=4.50cm； (2)⑵由平拋運(yùn)動(dòng)的公式L = W： (3)[3]排水量Q等于流速乘以管的橫截面積公式如下。=訶；5 =萬(wàn)尸 io.某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。:光滑圓弧軌道左端固定在

22、鐵架臺(tái)上, 圓弧軌道右端水平，并且在右端安裝一力傳感器，實(shí)驗(yàn)時(shí)將一實(shí)心小球從圓弧軌道某高度處由靜止釋放, 小球從水平末端滑出，力傳感器記錄小球離開(kāi)軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力F。 ⑴讓小球從軌道的不同高度處由靜止下滑，記錄每次釋放時(shí)小球距離軌道末端的高度h和小球到達(dá)軌道末 端時(shí)力傳感器的示數(shù)，作出F-h圖像如圖乙所示，則小球的質(zhì)量m=kg,圓弧軌道的半徑 /?=m。 (2)現(xiàn)讓小球多次從軌道同一高度處由靜止下滑，小球到達(dá)軌道末端時(shí)力傳感器的示數(shù)如下表所示。 次序 1 2 3 4 5 6 F/N 1.94 1.97 1.95 1.98 1.96 1.95 小球最后落

23、在水平地面上，測(cè)得圓弧軌道末端到水平地面的高度a = lm,若小球在水平地面的平均落點(diǎn)距 鐵架臺(tái)的水平距離￡=m,則可驗(yàn)證小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)。 【答案】0.1 0.2 0.83 【解析】⑴⑴⑵在小球從軌道h高度處由靜止運(yùn)動(dòng)到水平末端的過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有作〃=;，加 在軌道木端，根據(jù)牛頓第二定律彳i & -，"g =*根據(jù)牛頓第二定律行F =在整理得尸=等/ +砥結(jié)介題佟I K K 乙可知，當(dāng)力=0時(shí)，有mg=0.98N,當(dāng)人= 0.15m時(shí)，有尸= 2.45N,故小球的質(zhì)量"? = 0/kg ,軌道半徑 R=0.2m。 ⑵⑶根據(jù)表格，當(dāng)小球多次從軌道同一高度處由靜止下

24、滑到軌道末端時(shí)，對(duì)軌道的平均壓力戶= L96N 根據(jù)牛頓第三定律可得氏=聲根據(jù)牛頓第.定律有用-m?=萼解得小球離開(kāi)軌道的水平速度4=L4m/s 若小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，則小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在 豎直方向上有％ =解得,=孚s小球在水平方向距拋出點(diǎn)的位移x =卬=0.63 m小球在水平地面的平均落 點(diǎn)距鐵架臺(tái)的水平距離L=》+/? = 0.8301當(dāng)測(cè)得小球在水平地面的平均落點(diǎn)距鐵架臺(tái)的水平距離0.83m時(shí)，” 驗(yàn)證小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)。 11.某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。為了確定小球在不同時(shí)刻所通過(guò)的位置，在一 塊平木

25、板上固定復(fù)寫(xiě)紙和白紙，豎直立于槽口前某處，使小球從斜槽上滾下撞在木板上留下痕跡。 （1）在實(shí)驗(yàn)中下列要求不必噗的是 A.斜槽軌道必須是光滑的 B.斜槽軌道末端的切線必須調(diào)成水平 C.記錄痕跡的白紙必須在豎直平面內(nèi) D.小球每次必須從斜槽上同一位置靜止?jié)L下 （2）正確安裝裝置后，小球在斜槽末端的 （選填"最上端"、"最下端"或者"球心”）對(duì)應(yīng)的位置 即為平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。 （3）將木板依次放在位置1、2、3時(shí)，小球依次從斜槽擋板處?kù)o止?jié)L下，撞在木板上留下痕跡依次為4 8、 C?已知1、2、3位置的水平距離均為X,測(cè)得A、8間的豎直距離X，A、C間的豎直距離為，當(dāng)?shù)氐闹亓?

26、 加速度為g,根據(jù)以上測(cè)得的物理量可求得小球的初速度為 o 【答案】A 球心 【解析】（D[1]AD.斜槽軌道不必是光滑的，只要小球每次從斜槽上同一位置靜止?jié)L下即可，AiE確，D錯(cuò) 誤： B.斜槽軌道末端的切線必須調(diào)成水平，以使小球能水平拋出，B錯(cuò)誤； C.記錄痕跡的白紙必須在豎直平面內(nèi)，以確保水平、豎直位移的測(cè)量準(zhǔn)確，C錯(cuò)誤。故選A。 ⑵⑵正確安裝裝置后，小球在斜槽末端的球心對(duì)應(yīng)的位置即為平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。 （3乂3]已知1、2、3位置的水平距離均為x,故時(shí)間間隔7■相同，水平方向滿足x=%7豎直方向由勻變速直 線運(yùn)動(dòng)的推論可得Ay = （丫2 - Y）- X = gT

27、2聯(lián)立解得小球的初速度為% = （ f 2y 12.在做"研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，實(shí)驗(yàn)用如圖所示的裝置。實(shí)驗(yàn)操作的 主要步驟如下： （0）在一塊平木板上釘上復(fù)寫(xiě)紙和白紙，將其豎直立于斜槽軌道末端槽口前，木板與槽口之間有一段初始 距離d,并保持板面與軌道末端的水平段垂直。 （0）使小球從較光滑的斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在白紙上留下痕跡A （0）將木板沿水平方向向右平移一段動(dòng)距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板 在白紙上留下痕跡8 （0）將木板再水平向右平移相同距離x,使小球仍從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再在白紙上

28、得到痕跡 C （回）測(cè)得4 8、C三點(diǎn)距地面的高度為yi、y2、y3.已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 ⑴關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是 A.每次小球均須由靜止釋放 B.每次釋放小球的位置可以不同 C.步驟（回）初始距離d必須與步驟（田）中距離x相等 ⑵根據(jù)上述直接測(cè)量的量和已知的物理量可以得到小球平拋的初速度大小的表達(dá)式為vo=? （用題中 所給字母表示） ⑶某同學(xué)做進(jìn)一步的研究，改變小球釋放的初始位置的高度h,每改變一次高度，重復(fù)上述步驟（回）-（0） （其它條件不變），并記錄每次的爪yi、yz、y3.在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出乂-；、%-）、圖象。根據(jù)你的 分析，下列哪

29、個(gè)圖最接近該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （圖中直線。表示圖象，直線b表示必-［圖象，宜 h h A. B. 【解析】⑴為了讓小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故A正 確B錯(cuò)誤； C.步驟畫(huà)初始距離d不需要與步驟（勖中距離x相等，故D錯(cuò)誤。故選A。 ⑵⑵在豎直方向匕Q =（%-%）-（兇一 >2）根據(jù)“=gT2得7 =后則初速度為％ = " = X. （3）⑶不考慮小球與斜槽間的摩擦，根據(jù)動(dòng)能定理得犯?〃 = /"，2解得丫 =廊平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間? = : 1 ?2 則，-y = ；g〃，H為斜槽底端到地面的高改，解得v = “-土，yi、y2、V3對(duì)應(yīng)

30、的水平位移逐漸增大，即 2 4人 斜率的絕對(duì)值逐漸增大，故C正確ABD錯(cuò)誤。故選C。 13."研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖甲所示。小球從斜槽上滾下，經(jīng)過(guò)水平槽飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)。每 次都使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，在小球運(yùn)動(dòng)軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使小球恰好從 孔中央通過(guò)而不碰到邊緣，然后對(duì)準(zhǔn)孔中央在白紙上記下一點(diǎn)。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，在豎直白紙上記錄小球所 經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置，用平滑曲線連起來(lái)就得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。 (1)實(shí)驗(yàn)所需的器材有：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、重垂線、有孔的卡片，除此之外還 需要的一項(xiàng)器材是 A.天平 B.秒表 C.刻度尺

31、 (2)在此實(shí)驗(yàn)中，小球與斜槽間有摩擦 (選填"會(huì)"或"不會(huì)")使實(shí)驗(yàn)的誤差增大；如果斜槽末 端點(diǎn)到小球落地點(diǎn)的高度相同，小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，那么小球每次在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 (選填"相同"或"不同")。 (3)如圖乙所示是在實(shí)驗(yàn)中記錄的一段軌跡。己知小球是從原點(diǎn)。水平拋出的，經(jīng)測(cè)量A點(diǎn)的坐標(biāo)為 (40cm,20cm), g取10 m/s。，則小球平拋的初速度% =m/s,若8點(diǎn)的橫坐標(biāo)為/= 60cm ,則8 點(diǎn)的縱坐標(biāo)為為 =m. (4) 一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中采用了如下方法：如圖丙所示，斜槽末端的正下方為。點(diǎn)。用一塊平木板附上復(fù)寫(xiě)紙 和白紙，豎直立于正對(duì)槽口前的Q處，使小球從斜

32、槽上某一位置由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡4將 木板向后平移至U處，再使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡8.。、。，間的距 離為占，。、。2間的距離為七，A方間的高度差為九則小球拋出時(shí)的初速度環(huán)為。 （x；-x；）g 依+x：）g 毛+占 m n X2fH A- 丁門(mén) 丁后 【答案】C 不會(huì) 相同 2 0.45 A 【解析】（1） [1]此實(shí)驗(yàn)中只需描繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，根據(jù)軌跡進(jìn)行計(jì)算，本實(shí)驗(yàn)還需要刻度尺。 故選Co （2）⑴只要小球從同一高度、無(wú)初速開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在相同的情形下，即使小球與槽之間存在摩擦力，由于每 次摩擦力的影響相同，仍能保證小球做平

33、拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，所以在此實(shí)驗(yàn)中，小球 與斜槽間有摩擦不會(huì)使實(shí)驗(yàn)的誤差增大。 ⑶如果斜槽末端點(diǎn)到小球落地點(diǎn)的高度相同，那么小球每次在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同。 （3）⑷到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)間，根據(jù)y =；城解得r = ^ = 02s小球平拋的初速度% =>2m/s ⑸到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間，' = F = O3s , B點(diǎn)縱坐標(biāo)為y =4g產(chǎn)=0.45 m （4）⑹在豎直方向上y = ； gt2~-gt"水平方向上演-占=v0（r2-r,）聯(lián)M解得小球拋出時(shí)的初速度 收選a。 14.用頻閃照相技術(shù)拍下的兩小球運(yùn)動(dòng)的頻閃照片如圖所示，拍攝時(shí)，光源的頻閃頻率為10Hz, a球從A 點(diǎn)水平拋

34、出的同時(shí)，b球自8點(diǎn)開(kāi)始下落，背景的小方格為相同的正方形.重力加速度g取lOm/sz,不計(jì) 阻力. ⑴根據(jù)照片顯示的信息，下列說(shuō)法中正確的是 A.只能確定b球的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng) B.不能確定a球沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng) C.只能斷定a球的運(yùn)動(dòng)是水平方向的勻速宜線運(yùn)動(dòng) D.可以確定a球沿水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成 ⑵根據(jù)照片信息可求出a球的水平速度大小為 m/s；當(dāng)a球與b球運(yùn)動(dòng)了 s時(shí)它們 之間的距離最小. 【答案】D 1 0.2 【解析】第一空.因?yàn)橄噜弮烧掌g的時(shí)間間隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

35、豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與b球運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，知豎直方向上做自山落體運(yùn)動(dòng).故D正確，ABC錯(cuò)誤. 第：空根據(jù)13度gT2=ioxo oim=O.lm.所以2L=0.1m,所以平拋運(yùn)動(dòng)的初速度%=與=累=lm/s . 第三空.因?yàn)閮汕蛟谪Q直方向上都做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以位移之差恒定，當(dāng)小球。運(yùn)動(dòng)到與b在同一豎直線 4L 0 2 上時(shí)，距離最短,則，='=苧s=0.2s v 1 15.如圖所示，有人對(duì)“利用頻閃照相研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”裝置進(jìn)行了改進(jìn)，在裝置兩側(cè)都裝上完全相同的斜槽A、B,但位置有一定高度差，白色與黑色的兩個(gè)相同的小球都由斜槽某位置靜止開(kāi)始釋放。實(shí)驗(yàn)后對(duì)照 片做一定處理并建立直角坐標(biāo)

36、系，得到如圖所示的部分小球位置示意圖，取g=10m/s2。 (1)根據(jù)部分小球位置示意圖，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟下列說(shuō)法正確的是。 A.兩斜槽末端切線水平 B.兩斜槽必須光滑 C.兩小球必須同時(shí)釋放 D.兩小球是從兩斜槽相同位置靜止釋放的 (2)根據(jù)部分小球位置示意圖，可知閃光頻率為 Hz, A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)―，B球拋出點(diǎn)坐標(biāo)。 (3)若兩球在實(shí)驗(yàn)中于圖中C位置發(fā)生碰撞，則可知兩小球釋放的時(shí)間差約為 So 【答案】AD 10 (0, 0) (1.10m, 0.35m) 0.1 【解析】(1) [1]A.兩斜槽末端切線水平，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確： B,兩斜槽不一定

37、必須光滑，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； C.兩小球不一定要同時(shí)釋放，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； D.兩小球在相同時(shí)間內(nèi)的水平位移都是31,則做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度是相同的，則兩球是從兩斜槽相同位置靜 止釋放的，選項(xiàng)D正確。故選AD。 (2)⑵⑶⑷根據(jù)白色小球位置示意圖T =榨=后骼=0.1 s 可知閃光頻率為/ = | = 10Hz對(duì)月球因豎直方向相鄰相等時(shí)間的位移之比為1:3:5...可知，0點(diǎn)是A球的拋出 點(diǎn)，即A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)(0, 0), B球三個(gè)黑點(diǎn)位置豎直方向位移之比為3:5,可知拋出點(diǎn)與最上面黑點(diǎn)位置 的豎直距離為/,水平距離為3/,則B球拋出點(diǎn)坐標(biāo)(1.10m, 0.35m). (3)⑸若兩球在實(shí)驗(yàn)中于

38、圖中C位置發(fā)生碰撞，則白球下落的時(shí)間為4兀 黑球下落的時(shí)間為3T,可知兩 小球釋放的時(shí)間差為At=r=o.is 16.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)的A、B. C, D、E、F、G點(diǎn)的位置，相 鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔均為加=0Q5s。取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以+x方向表示水平初速度方向，以+y方向表示豎直 向下方向，實(shí)驗(yàn)記錄如下表。 標(biāo)號(hào)n A B C D E F G t/s 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 x/m 0 0.024 0.051 0.073 0.098 0.126 0.150 y/m

39、 0 0.042 0.108 0.198 0.314 0.454 0.617 as 乙 (1)作出x-t圖象如圖甲所示，小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度大小是 m/s； (2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，t=0.10s時(shí)，小球的豎直分速度大小是 m/s； (3)以t為橫坐標(biāo)，上為縱坐標(biāo)，作出上一t圖象如圖11乙所示，可得直線斜率的數(shù)值k=4.86,其單位是 t t ,該處重力加速度9=m/s2o 【答案】0.5 1.57 m/s2 9.72 象，則平拋的水平初速度大小為: 【解析】(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)分解，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有：x = vor,根

40、據(jù)作出的圖 u) = — = m/s = 0.50m/s ； ° t 0.3 (2)小球的豎直分運(yùn)動(dòng)為自山落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)中間時(shí)刻瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度，結(jié)合表格可 知，當(dāng)t=0至Ut=0.20s過(guò)程中，v=^- = 1.57m/,則t=0.10s時(shí)，小球的豎直分速度v = U = 1.57m/s ： t (3)以t為橫坐標(biāo)，上為縱坐標(biāo)，作出)一t圖象，由圖像可知，上=h+ 6,即y = A/+加，該式與y = ga產(chǎn)+卬 t t t 2 時(shí)應(yīng)，％ = 故k的單位是加速度的單位：m/s2.且a=2k=9.72,即g=a=9.72m/s2。 17.某小組設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的

41、實(shí)驗(yàn)裝置，在拋出點(diǎn)。的正前方，豎直放置一塊毛玻璃.他們利用 不同的頻閃光源，在小球拋出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中光源閃光，會(huì)在毛玻璃上出現(xiàn)小球的投影點(diǎn)，在毛玻璃右邊 用照相機(jī)進(jìn)行多次曝光，拍攝小球在毛玻璃上的投影照片如圖1,小明在。點(diǎn)左側(cè)用水平的平行光源照射, 得到的照片如圖3；如圖2,小紅將一個(gè)點(diǎn)光源放在。點(diǎn)照射重新實(shí)驗(yàn)，得到的照片如圖4已知光源的閃光 頻率均為31Hz,光源到玻璃的距離L=1.2m,兩次實(shí)驗(yàn)小球拋出時(shí)的初速度相等.根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可求出：(結(jié) 果 均保留兩位小數(shù)) (1)重力加速度的大小為 m/s2,投影點(diǎn)經(jīng)過(guò)圖3中M位置時(shí)的速度大小為 m/s (2)小球平拋時(shí)的初速度大小為

42、 m/s 【答案】9.61 0.62 9.30 【解析】(1)若用平行光照射，則球在毛玻璃上的投影即為小球豎直方向上的位移，由M = 得： 2 g=9.61w/r投影點(diǎn)經(jīng)過(guò)圖3中M位置時(shí)的速度大小丫 = 8、7=0.62"〃5 (2)設(shè)小球在毛玻璃上的投影NB=Y 則經(jīng)過(guò)時(shí)間t后小球運(yùn)動(dòng)的水平位移為X = W ；豎直位移為y =ggr，由相似三角形得：vQt_2gr 2 ~L=~T 則：丫 =件"結(jié)合圖4可得：%=9.30m/s 18.如圖，研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，利用光電門(mén)傳感器和碰撞傳感器可測(cè)得小球 的水平初速度和飛行時(shí)間，底板上的標(biāo)尺可以測(cè)得水

43、平位移. 保持水平槽口距底板高度人= 0.420m不變.改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置，測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng) 的初速度vo、飛行時(shí)間t和水平位移d,記錄在表中. ⑴由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球水平位移d與其初速度小成—關(guān)系，與—無(wú)關(guān). vo(m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584 t(ms) 292.7 293.0 292.8 292.9 d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4 (2)一位同學(xué)計(jì)算出小球飛行時(shí)間的理論值小=弛=戶”雙=289.8ms發(fā)現(xiàn)理論值與測(cè)量值之差約為 3ms.經(jīng)檢查，實(shí)驗(yàn)及測(cè)量無(wú)誤，其原因是—. ⑶另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，另做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，競(jìng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量值f依然大于自己得到的理論值4, 但二者之差在3—7ms之間，且初速度越大差值越小.對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均 水平，則導(dǎo)致偏差的原因是—. 【答案】正比 t g的取值不準(zhǔn)確 光電門(mén)傳感器置于槽口內(nèi)側(cè) 【解析】平拋運(yùn)動(dòng)水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移與速度成正比.與時(shí)間無(wú)關(guān).當(dāng)?shù)刂亓铀俣炔坏扔?0， 小于 10.光電門(mén)傳感器置于槽U內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致測(cè)得的時(shí)間還包括槽口運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，初速度越大，槽口運(yùn)動(dòng)時(shí)間 越少，誤差越小.