人教版物理必修二第五章 3实验研究平抛运动文档格式.docx
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A.选用装置1研究平抛物体竖直分运动,应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B.选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A一定要低于水面
C.选用装置3要获得钢球的平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放
D.除上述装置外,也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹
解析 选用装置1研究平抛物体竖直分运动,由于两个小球不是落在同一点,应该用耳朵听A、B两球是否同时落地,A操作不合理;
只有当装置2中竖直管上端A低于水面时才能保证出水口处水压恒定,水流速度恒定,就能获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,所以B操作合理;
选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹,每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球,才能保证平抛小球的初速度相同,所以C操作不合理.能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹,D操作合理.
答案 BD
3.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 A
4.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 B
5.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=gt2,x=v0t,得v0=x·
.
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 BC
6.数码相机大多具有摄像功能,每秒钟拍摄大约15帧照片,一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片,下列处理正确的是( )
A.只要测出相邻三照片上小球的距离,就能判断平抛运动的特点
B.只要测出相邻三照片上小球的水平距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点
C.只要测出相邻三照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点
D.只要测出相邻三照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在竖直方向上的运动特点
解析 连续照片之间的时间间隔已知道,因此只需测量两个方向上的对应距离,即可研究两个分运动的性质.
7.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 ACE
8.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Ox
D.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Oy
H.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 HBGAECDF
9.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===2
=2×
m/s
=0.70m/s.
答案 2 0.7m/s
10.利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图甲所示,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(h>
L).
(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,得到如图乙所示图象,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=gt2,s=v0t,由此得v0=s.
(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)s
(3)0.52
11.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.
先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;
将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;
又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.
若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=5.02cm,B、C间距离y2=14.82cm.请回答以下问题(g=9.80m/s2)
(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?
_____________________________________________________________________________________________________________________.
(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=________.(用题中所给字母表示)
(3)小球初速度的值为v0=________m/s.
解析
(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度.
(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则物体从A到B和从B到C运动时间相等,设为T;
竖直方向由匀变速直线运动推论有:
y2-y1=gT2,且v0T=x.解以上两式得:
v0=x.
(3)代入数据解得v0=1.00m/s.
答案
(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同
(2)x
(3)1.00
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