《优化方案》2013年人教版物理必修二第五章第三节《实验研究平抛运动》知能演练轻松闯关

1.“研究平抛运动”实验的装置如图5－3－7所示，在实验前应()图5－3－7A．将斜槽的末端切线调成水平B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C．斜槽的末端没有必要保持水平D．测出平抛小球的质量解析：选AB.实验时要使小球水平抛出，靠近竖直木板但不能与木板接触，使小球从孔中通过，在木板上记下小球各个时刻的位置，为此，斜槽的末端必须水平，木板竖直且与小球下落方向的竖直平面平行，实验中对小球的质量没有要求，故A、B正确．2.(2012·阜阳一中高一检测)在做“研究平抛运动”实验中，下列措施有利于减小实验误差的是()A．斜槽轨道必须光滑B．以斜槽末端为坐标系的原点C．每次要平衡摩擦力D．小球每次应从斜槽同一高度由静止释放解析：选D.本实验对斜槽的要求是其末端必须水平，并不要求它非得光滑，A错；实验中也不要求平衡摩擦力，C错；建立坐标系时，将小球放于斜槽的末端，应选小球球心在白纸上的投影作为原点，B错；为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同，应将小球每次从斜槽同一高度由静止释放，D对．3.平抛物体的运动规律可以概括为两条：一是水平方向的匀速直线运动；二是竖直方向的自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图5－3－8所示，用小锤击打弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．则这个实验()图5－3－8A．只能说明上述规律中的第一条B．只能说明上述规律中的第二条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律解析：选B.实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，两球同时落地说明A球在竖直方向的分运动和B球相同，即在竖直方向做自由落体运动，不能说明规律一，故正确答案为B.4.在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，如图5－3－9所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是()图5－3－9解析：选C.A图中坐标纸偏右，斜槽末端没有在坐标纸内，故错；B图中坐标纸放得不竖直，故错；C图中坐标纸竖直，斜槽末端又在坐标纸内，正确；D图中坐标纸偏下，斜槽末端没有在坐标纸内，故错．5.(2012·西安中学高一检测)某同学课外研究平抛物体的运动，并将实验中测出的两物理量Q和S的数值填表如下，Q和S的单位相同但没有写出．(取g＝10m/s2)Q0.000.200.400.600.801.00S0.000.050.200.450.801.25(1)上表中Q表示的物理量是__________，S表示的物理是________．(2)若上表中Q和S用的都是国际单位制中的单位，则平抛物体的水平速度为________m/s.解析：(1)由Q和S的变化规律知，Q为平抛物体的水平位移，S为平抛物体的竖直位移．(2)由表格可知，竖直方向上平抛物体在相等的时间间隔内通过的位移之差为Δy＝0.10m，由Δy＝gT2，得T＝Δyg＝0.10s．水平方向上平抛物体在相等时间内的位移x＝0.20m，则平抛物体的水平速度为v0＝xT＝0.200.10m/s＝2.0m/s.答案：(1)水平位移竖直位移(2)2.06.(2012·北京育才中学高一检测)图5－3－10为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：图5－3－10(1)闪光频率是______Hz；(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s；(3)小球经过B点的速度大小是______m/s.解析：(1)平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．A、B、C三点水平间隔相等，故相邻各点的时间间隔相等，设为T.在竖直方向，Δh＝gT2即(5－3)×0.05m＝gT2解得T＝0.1s.故闪光频率f＝1T＝10Hz.(2)水平方向上有3×0.05m＝v0T故水平分速度v0＝0.15mT＝1.5m/s.(3)竖直方向上B点速度为AC段竖直方向的平均速度vBy＝（5＋3）×0.05m2T＝2m/s.v0与vBy合成得B点速度大小为v20＋v2By＝2.5m/s.答案：(1)10(2)1.5(3)2.57.请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法，提供的实验器材：弹射器(含弹丸，见示意图5－3－11)；铁架台(带有夹具)；刻度尺．图5－3－11(1)画出实验示意图；(2)在安装弹射器时应注意：________________________________________________________________________；(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)__________；(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中采取的方法是________________________________________________________________________；(5)计算公式：__________．解析：(1)由平抛运动的实验原理，可知使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测水平位移可求出其做平抛运动的初速度，故实验示意图应如图所示；(2)为保证弹丸初速度沿水平方向，弹射器必须保持水平；(3)应测出弹丸下降的高度y和水平射程x，如图所示；(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x，求得水平射程x的平均值x，以减小误差；(5)因为y＝12gt2，所以t＝2yg，又x＝v0·t，故v0＝xt＝x2y/g.答案：见解析8.某同学利用如图5－3－12所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描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，剩余部分如图所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，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．图5－3－12(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，从图中可读出|y1－y2|＝________m，|y1－y3|＝____m，|x1－x2|＝____m(保留两位小数)．(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.(保留两位小数)解析：由题图可知P1到P2两点在竖直方向的距离为6格，P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格，所以有|y1－y2|＝0.60m，|y1－y3|＝1.60m，P1到P2两点在水平方向的距离为6格，则有|x1－x2|＝0.60m.(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等，竖直方向根据Δy＝at2，且a＝g，解得时间约为0.20s，则有v0＝xt＝0.600.2m/s＝3.00m/s.答案：(1)0.601.600.60(2)0.203.00