3.实验：研究平抛运动… 知识点题库

在课堂中，老师用如图所示的实验研究平抛运动．A、B是质量相等的两个小球，处于同一高度．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．某同学设想在两小球下落的空间中任意选取两个水平面1、2，小球A、B在通过两水平面的过程中，动量的变化量分别为△p_A和△p_B ，动能的变化量分别为△E_kA和△E_kB ，忽略一切阻力的影响，下列判断正确的是（）

A . △p_A=△p_B ， △E_kA=△E_kB B . △p_A≠△p_B ， △E_kA≠△E_kB C . △p_A≠△p_B ， △E_kA=△E_kB D . △p_A=△p_B ， △E_kA≠△E_kB

在“探究平抛运动规律”的实验中：

（1）在“探究平抛运动规律”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，为了能较准确地描出运动轨迹，
A．通过调节使斜槽的末端保持
B．每次释放小球的位置必须（填“相同”或者“不同”）
C．每次必须由释放小球（“运动”或者“静止”）
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成（“折线”或“直线”或“光滑曲线”）
（2）某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中，忘记记下小球抛出点的位置O，如图所示，A为物体运动一段时间后的位置．g取10m/s² ，根据图象，可知平抛物体的初速度为 m/s．

甲同学采用频闪照相法研究平抛运动。图为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分，小方格的边长为5cm，则A、B两点之间的时间间隔是s ，小球的初速度大小为 m/s，小球在B点时的瞬时速度大小为 m/s，以A点为坐标原点，建立直角坐标系，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则抛出点的坐标为。（g=10m/s²）

（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，实验中，下列说法正确的是_______．

A . 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 B . 斜槽轨道必须光滑 C . 斜槽轨道末端可以不水平 D . 要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 E . 为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
（2）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＝1.25 cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式应为v₀＝(用L、g表示)，其值是．

在“研究平抛物体的运动”实验中：

（1）将斜槽放在实验桌面上，实验前要检查斜槽的末端是否水平，这是为了；
（2）在记录小球轨迹的白纸上，记录了竖直向下的y轴方向和水平x轴方向以及轨迹上三个点A，B，C的位置，如图所示，测量出：A、B和B、C间水平距离x_AB=x_BC=15cm，竖直方向的距离y_AB=15cm，y_BC=25cm，由此可以计算出小球做平抛运动的初速度大小v₀= ，小球通过B点的瞬时速度的大小v_B= ，方向．（取g=10m/s²）

在研究小球做平抛运动规律的实验中，所获得的实验数据经计算机处理后得到如图所示的 y-x² 图象，其中 y 表示小球的竖直位移，x 表示小球的水平位移，不计空气阻力，取g=9.8m/s² ，则小球做平抛运动的初速度大小为m/s．

小张同学采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验．

（1）请将下列主要实验步骤补充完整：
A.使小球从位置开始运动，记下小球运动过程中经过的一系列位置．

B．安装器材，使斜槽末端切线，记下平抛起点O点和过O点的竖直线．

C．测出曲线上某点的坐标x、y，用公式计算出平抛的初速度．

D．取下记录纸，以平抛的起点O为原点，以过O点的竖直线为纵轴建立坐标系，用平滑曲线描绘出小球运动轨迹．
（2）上述实验步骤的合理顺序是．
（3）他在得到的小球运动轨迹上，选取了横坐标x=10.00cm，纵坐标y=4.90cm的点，据此计算出小球下落的时间为 s、水平的初速度为m/s．（取g=9.80m/s²）

在做“研究平抛物体运动”的实验中,

（1）不引起实验误差的原因有____

A . 小球运动时与白纸相接触 B . 确定Oy轴时,没有用重垂线 C . 斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦 D . 小球从斜槽上的不同位置由静止释放
（2）在一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球的三个位置,如图所示,则该小球做平抛运动的初速度为m/s;平抛运动的初位置坐标为（如图，以O为原点，水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴的正方向,g取10m/s²)

图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

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（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s。（g=9.8m/s² ，结果保留两位有效数字）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝1.25cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为m/s；B点的竖直分速度为m/s；B点的实际速度为m/s。（g=10m/s² ，结果均保留两位有效数字）

如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明，某同学设计了如图乙所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则他将观察到的现象是，这说明．

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在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．

（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面字母填在横线上：_____

A . 每次释放小球的位置不必相同 B . 通过调节使斜槽的末端保持水平 C . 每次必须由静止释放小球 D . 小球运动时应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
（2）用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v₀=（用L、g表示）

图甲是“研究物体平抛运动”的实验装置图，通过描点画出小球平抛的运动轨迹。

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（1）下列是实验过程中的一些做法，其中合理的是_____。

A . 斜槽轨道要求尽可能光滑 B . 安装斜槽轨道时，其末端必须保持水平 C . 小球应从不同高度由静止释放 D . 描绘小球的运动轨迹时，应该用直线连接各点
（2）按正确实验操作，得到小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点 $\text{[math]}$ 为坐标原点，测量它们的水平坐标 $\text{[math]}$ 和竖直坐标 $\text{[math]}$ ，图乙中 $\text{[math]}$ 图像能说明平抛小球运动轨迹的是_____。

A . B . C . D .
（3）图丙是某同学根据实验画出的小球平抛的运动轨迹， $\text{[math]}$ 为平抛的起点，在轨迹上任取两点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点纵坐标 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的水平间距 $\text{[math]}$ 。则小球的初速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果保留两位有效数字）

（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（______）

A . 只能说明上述规律中的第①条 B . 只能说明上述规律中的第②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
（2）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，由图中所给的数据可求出：①图中坐标原点O（填“是”或“不是”）抛出点；②平抛物体的初速度是 $\text{[math]}$ ，A到B点的运动时间是 s取（g取 $\text{[math]}$ ）。

如图所示，张明同学利用如图所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验。

（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是______。

A . 弹簧测力计 B . 铅垂线 C . 打点计时器 D . 天平
（2）实验过程中，应使小球每次从斜槽上（选填“相同”或“不同”）的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验（选填“有”或“没有”）影响。
（3）刘娟同学利用频闪照相的方式研究平抛运动，下图是她将照相机对准每小格边长为5.0cm的坐标纸拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，则照相机两次闪光的时间间隔 $\text{[math]}$ s，小球被抛出时的水平速度 $\text{[math]}$ m/s。

图甲是研究小球做平抛运动的实验装置，水平槽末端固定一光电门传感器并与计算机相连。小明同学将一钢球从斜槽上某一位置由静止释放，计算机记录的挡光时间为 $\text{[math]}$ ，若钢球的直径为 $\text{[math]}$ ，则钢球平抛运动的初速度大小为。钢球抛出后，根据实验画出钢球的平地运动轨迹如图乙所示， $\text{[math]}$ 为平抛运动的起点，测得研究点的横坐标为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，则纵坐标 $\text{[math]}$ 。（均用题中给出的物理量符号表示）

如图，用小锤打击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到两球总是同时落地，改变此装置距地面的高度，重复上述实验，仍然可以看到相同的实验现象。则该实验可说明（）

A . 平抛运动竖直方向分运动不受水平方向分运动的影响 B . 平抛运动竖直方向分运动是自由落体运动 C . 平抛运动水平方向分运动是匀加速直线运动 D . 平抛运动水平方向分运动是匀速直线运动

宇航员登陆某星球做了一个平抛运动实验，并用频闪照相机记录小球做平抛运动的部分轨迹，且已知平抛初速度为4m/s。将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，A，B，C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。则：

（1）频闪照相机的频闪频率为Hz。
（2）该星球表面重力加速度为 $\text{[math]}$ 。
（3）小球运动到B点时的速度为 $\text{[math]}$ 。

在“探究平抛运动的特点”实验中，可分为两个实验，从竖直和水平两个方向进行探究。

（1）实验一：
利用如图甲所示的装置先进行实验。小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出；同时B球被释放，改变小球的高度和敲击的力度，若两球始终同时落地，说明平抛的竖直分运动是。
（2）实验二：
步骤一：利用如图乙所示的装置进行实验。将白纸和复写纸对齐重叠，并固定在竖直的硬板上。使钢球沿斜槽轨道M滑下后水平飞出，落在水平挡板N上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹，上下移动挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
关于图乙实验，下列说法中正确的有( )。

A . 斜槽必须光滑 B . 斜槽末端切线方向水平 C . 图乙实验中每次从斜槽上释放钢球必须是在同一位置且静止释放 D . 图乙实验中每次移动挡板的距离必须相等
（3）步骤二：在图乙实验中，需要用平滑曲线把各个印迹点连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹，通过对轨迹的研究，得到平抛水平分运动的特点。
图丙是某同学在描绘的轨迹上选取了A，B、C三点，用它来分析运动的特点。白纸方格的边长为5.0cm，A，B、C是小球的三个位置，取 $\text{[math]}$ ，则小球平抛运动的初速度m/s；小球在B点速度m/s（保留两位有效数字）。

某同学用图1和图2两个装置来探究平抛运动的特点。

（1）用图1所示的装置探究平抛运动竖直分运动的特点：用小锤击打弹性金属片后，A、B两球同时开始运动，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，做自由落体运动。如果，说明两个小球同时落地。分别改变小球距地面的高度和，多次重复该实验，结果两小球均能同时落地，说明平抛运动竖直分运动是；
（2）接着用图2所示的装置探究平抛运动水平分运动的特点：实验中让小球多次从斜槽同一点由静止释放，使得小球沿同一轨迹做平抛运动，描出轨迹上的3个点A、B、C，并以抛出点O为原点，水平、竖直建立平面直角坐标系如图3所示。操作中还需要注意的是（写出一点即可），并且在上下调节挡板N时，设法确定“相等的时间间隔”，则特意使其到抛出点的竖直高度调节为 $\text{[math]}$ ，若测得 $\text{[math]}$ ，说明平抛运动水平分运动是匀速直线运动。