高中物理(人教版)课后跟踪演练第五章曲线运动5-3

课后巩固提升1.如图所示，在研究平抛运动时，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，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改变高度做实验，发现A、B两球仍同时落地，只能说明A球的竖直分运动与B球自由落体运动情况相同，故C项正确．答案C2．如下图所示，在向东匀速行驶的火车中，向西水平抛出一物体，由站在地面上的人看来，该物体的运动轨迹可能是图中的()A．AB．BC．DD．E解析物体抛出后相对火车的速度大小可能比火车的速度大，可能小，也可能相等，故物体对地的合速度可能向前，可能向后，也可能为零，因此，物体可能向前平抛，可能向后平抛，也可能做自由落体运动．答案ACD3．在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用()A．实心小铁球B．空心小铁球C．实心小木球D．以上三种小球都可以解析为减小空气阻力对小球运动的影响，阻力和球的重力相比越小，影响越小，故A选项正确．答案A4．甲乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高出h，将甲、乙两球以速度v1，v2沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中可能使乙球击中甲球的是()A．同时抛出，且v1v2B．甲迟抛出，且v1v2C．甲早抛出，且v1v2D．甲早抛出，且v1v2解析时间由下落的高度决定，甲比乙高，故甲先抛出，甲用的时间长，故甲的初速度比乙的小．答案D5．安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是()A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线解析平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平决定的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度决定的，故A项不正确；研究平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必须保证小球抛出时速度是水平的，并非要研究小球在空中运动的时间，故B项正确，C项不正确；无论小球飞出的初速度是水平还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，故D项不正确．答案B6．下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”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，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较远解析从本实验的实验目的来看，就是要“描出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”，有时学生认为如果小球与斜槽之间有摩擦，小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小，而错选了A.如果仔细考虑一下小球在斜槽中的运动，实验中要求“应使小球每次从槽上滚下时开始的位置都相同”，目的就是要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．而y＝12gt2，x＝v0t，得v0＝x·g2y.其中x、y均由刻度尺进行测量，计算点距抛出点O越远，x、y值就越大，误差越小．因此小球与斜槽之间有摩擦，只要保证小球每次从槽上滚下的初始位置都相同，平抛时的初速度就都相同，不会引起误差．如果安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛而是斜抛运动，会引起误差．应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差．取值范围越大，误差越小．选项B、C正确．答案BC7．用描迹法探究平抛运动的规律时，应选用下列各组器材中的()A．铁架台，方木板，斜槽和小球，秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片B．铁架台，方木板，斜槽和小球，天平和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片C．铁架台，方木板，斜槽和小球，千分尺和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片D．铁架台，方木板，斜槽和小球，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片解析用描迹法探究平抛运动的规律时，必须在竖直面内建立水平和竖直两个方向的直角坐标系，以确定物体在不同位置时的坐标，然后根据物体在竖直方向位移跟时间的关系，确定在竖直方向上的运动情况，要达到这一目的，除了描绘平抛物体的运动轨迹外，还必须用重锤线确定竖直方向．本实验无需知道小球的质量和运动时间，故应选用D项所列器材．答案D8．在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹．下面列出了一些操作要求，将正确的选项前面的字母填在横线上________．A．调节斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须不同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线解析物理实验具体操作方式并不是一成不变的，根据实验原理和要达到的目的，再结合现有实验条件，灵活地、创造性地设计实验方案、操作要求和操作规范是学习者应具备的素质．实验操作的要求是根据实验原理和要达到的精度而设置的，要确定每一个操作是否正确必须从实验原理入手思考．例如，研究平抛物体的运动，实验操作必须保证小球做平抛运动；要描绘平抛物体的运动轨迹，必须是同一个运动过程物体经过的位置的连线，因此每次释放小球必须从同一高度，以保证每一次平抛运动轨迹重合．答案ACE9．某同学做平抛物体运动的实验时，用带孔的硬纸卡来确定小球位置(如下图所示)，下面实验步骤正确的排列顺序是__________．A．把钢球从斜槽上的某点释放，它飞出后开始做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰从小孔中央通过，然后对准孔中央在白纸上记下一个点B．把小球放在斜槽末端，以球心位置作为平抛运动起点O，在白纸上标出O点位置C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平线OxD．用光滑曲线把记录到小球通过位置的若干点连接起来，得到平抛运动的轨迹E．从斜槽上相同位置释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点F．在轨迹上取几个不同的点，测出它们的坐标x和y，利用g值，求出初速度再取平均值G．利用重锤线画出竖直线OyH．把白纸用图钉固定在竖直木板上，把小球放在斜槽末端水平部分，调整到小球不滚动，再固定斜槽答案HBGAECDF10．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm，若小球在平抛运动中的几个位置如下图中的a、b、c、d所示，则小球的初速度的计算公式为v0＝__________，(用L、g表示)，其值是__________(取g＝9.8m/s2)．解析ab、bc、cd水平方向等间距：x＝2L＝v0T.竖直方向：Δy＝aT2，即L＝gT2.所以v0＝xT＝2LL/g＝2Lg＝2×1.25×10－2×9.8m/s＝0.70m/s.答案2Lg0.7m/s11．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图(a)所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断：MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点与木板间的距离OO′＝h(hL)(1)电热丝P必须置于悬点正下方的理由是____________________________________________________________________________________________________.(2)将小球向左拉起后自由释放，最后小球落在木板上的C点，O′C＝s，则小球做平抛运动的初速度v0为________．(3)在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向间的夹角θ，小球落点与O′点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标，得到如图(b)所示图象，则当θ＝30°时，s为________m.解析(1)使小球运动到正下方，此时速度v0为水平方向，保证小球做平抛运动．(2)小球做平抛运动的下落高度H＝h－L，满足h－L＝12gt2，s＝v0t，由此得v0＝sg2h－L.(3)由s2－cosθ图象可知s2与cosθ的关系满足s2＝acosθ＋b，将(0,2.0)和(1.0,0)代入得a＝－2.0，b＝2.0.则s2与cosθ的关系为s2＝－2cosθ＋2，当θ＝30°时，可解得s＝0.52m.答案(1)保证小球沿水平方向抛出(2)sg2h－L(3)0.5212．在一次“飞车过黄河”的表演中，汽车在空中飞经最高点后，在对岸着地，已知汽车从最高点至着地点经历的时间约为0.8s，两点间的水平距离为30m，忽略空气阻力，取g＝10m/s2，则：(1)最高点与着地点间的高度差约为________m.(2)汽车在最高点时的速度约为________m/s.(3)某记者从侧面用照相机通过多次曝光，拍摄到的汽车在经过最高点以后的三幅运动照片，如图所示，相邻两次曝光时间间隔相等，已知汽车长度为L，则()A．从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B．从左边一幅照片可推算出汽车曾经到达的最大高度C．从中间一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小，汽车曾经到达的最大高度(此时汽车刚落地)D．根据实验测得的数据从右边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小解析(1)汽车在最高点时速度一定水平，之后做平抛运动．汽车从最高点至着地点经历的时间约为0.8s，两点间的水平距离为30m，因此最高点与着地点间的高度差约为h＝12gt2＝12×10×0.82m＝3.2m.(2)汽车在最高点时的速度即为平抛初速度v0＝xt＝300.8m/s＝37.5m/s.(3)在汽车落地之前，可从左边一幅照片得出水平间距Δx，汽车水平分速度大小vx＝ΔxΔt(Δt为间隔时间)．从中间一幅照片可知落地前一个Δt内的竖直位移Δy，由此可以求得最大高度和从最高点至落地所用时间，设此时间为t，则Δy＝12gt2－12g(t－Δt)2.求得t后，由h＝12gt2可求得高度．由中间一幅照片也可知汽车在Δt内的水平位移，因此也可求得v0.至于最后一幅，由于汽车落地时刻不一定是闪光拍摄时刻，有可能是汽车落地后过了一段时间才闪光，并且汽车落地时由于地面作用水平速度一般会改变，因此无法由右边照片求v0.故本题选项A、C项正确．答案(1)3.2(2)37.5(3)AC