3.实验：研究平抛运动… 知识点题库

如图所示，在探究平抛运动的规律时，用小锤打击金属片，金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开始运动，下列说法正确的是（）

A . P球先落地 B . Q球先落地 C . 两球同时落地 D . 两球落地先后由小锤打击力的大小而定

用图示装置做“探究平抛运动规律”的实验中，下列选项中的会增大实验误差的是（）

A . 弧形轨道末端不水平 B . 弧形轨道不光滑 C . 实验小球为泡沫球 D . 每次从同一高度无初速释放小球

图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有.
a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是.
（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v₀为m/s，若C点的竖直坐标y₃为60.0cm，则小球在C点的速度为v_C=m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s²）。

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，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：。
（a）通过调节使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（或复写纸）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
（2）一个同学在实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离 $\text{[math]}$ 相等的三点A、B、C，量得 $\text{[math]}$ = 0. 2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h₁= 0. 1m，h₂ = 0. 2m，利用这些数据，可求得：
①物体抛出时的初速度为m/s；

②物体经过B时竖直分速度为m/s；

③抛出点在A点上方高度为m处。

用如图所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验。

图片_x0020_100013

（1）实验室提供了如下器材：小钢球，固定有斜槽的木板，坐标纸，重锤线，铅笔，刻度尺，秒表，图钉。
其中不必要的器材是。
（2）某同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系，如图所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹是符合y=ax²的抛物线。在抛物线上选取任意一点A，用刻度尺测得A点位置坐标为（40.00，20.00）（单位cm），重力加速度g取10m/s²。根据数据可以求出a=，小球平抛运动的初速度v₀=m/s。
（3）利用平抛运动规律还可以测定弹簧弹性势能的大小。将一弹簧（劲度系数未知）固定在一个带光滑凹槽的直轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘，如图所示。用钢球将弹簧压缩，然后突然释放，钢球将沿轨道飞离桌面做平抛运动，最终落到水平地面上。测得：小球做平抛运动的水平位移为x，竖直位移为y，小球的质量为m。重力加速度为g。该弹簧在被压缩时的弹性势能的表达式可表示为：E_P=（用已知物理量表示）。

图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置：

图片_x0020_100010

（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，是为了使每次小球平抛的相同；
（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取9.8m/s² ，保留三位有效数字）
（3）在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中正确的是______

A . 小球平抛的初速度相同 B . 小球每次做不同的抛物线运动 C . 小球平抛飞出后在空中下落相同高度的时间不同 D . 小球通过相同的水平位移所用时间相同

利用实验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的装置。钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都便钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定得设法用铅笔描出小球经过的位置（每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点O），通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。

图片_x0020_610841462

（1）实验过程中，要建立的直角坐标系，在图乙中，建系坐标原点选择正确的是；
（2）甲、乙、丙、丁四位同学分别建立（1）中A、B、C、D四种坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点（x，y），运用公式 $\text{[math]}$ 求小球的初速度 $\text{[math]}$ ，这样测得的平抛初速度值与真实值相比，甲同学的结果，丙同学的结果；（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
（3）甲同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动的轨迹如图丙所示。根据图中数据，物体运动的初速度为m/s。

在探究平抛运动的规律时，可以选用图中几种装置进行研究。

图片_x0020_100016

（1）图甲的实验现象是。该现象说明平抛运动的。
（2）图乙装置可通过获得稳定的细水柱来描绘平抛运动的轨迹，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管（填“A”或“B”）处。
（3）图丙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上位置由滚下。

（1）在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出平抛物体运动的轨迹和求出物体做平抛运动的初速度，实验简要步骤如下：
A ．让小球多次从同一位置由静止滚下，记下小球经过白纸的一系列位置

B ．安装好器材，注意调节斜槽末端水平和平板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在白纸上的投影O点和过O点的竖直线

C ．测出曲线上某点的坐标x、y，用 $\text{[math]}$ 计算出该小球做平抛运动的初速度，实验需要对多个点求v₀的值，然后求它们的平均值

D ．取下白纸，以O为原点，以竖直方向为y轴，水平方向为x轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线连接画出小球的平抛运动轨迹

你认为该实验合理的实验步骤顺序应为：（只填写步骤顺序代表字母）。
（2）该实验中，下列措施中能减小实验误差的是_____（选填序号）

A . 斜槽轨道末端切线必须水平 B . 斜槽轨道必须光滑 C . 每次要平衡摩擦力 D . 小球每次应从斜槽同一位置静止释放
（3）在该实验中，某同学以抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向，建立一个直角坐标系xoy，如图所示，轨迹上点A的坐标为（14.0cm，20.0cm），重力加速度g取10m/s² ，则该小球抛出时的水平初速度大小为m/s。

在研究小球平抛运动的实验中，某同学记录了A、B、C 三个点，今取A为坐标原点，建立了如图所示坐标系，平抛轨迹上三点的坐标值图中已标出，则：

图片_x0020_100012 图片_x0020_100013

（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是______；

A . 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B . 每次小球释放的初始位置可以任意选择 C . 每次小球应从同一高度由静止释放 D . 为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（2）小球由 A 运动到 B 所用的时间为s；
（3）小球平抛的初速度为m/s；
（4）小球经过 B 点时的速度大小为m/s。

某同学利用如图所示的实验装置研究平抛运动的规律。为了确定小球在不同时刻所通过的位置，在一块平木板上固定复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处，使小球从斜槽上滚下撞在木板上留下痕迹。

（1）在实验中下列要求不必要的是_________。

A . 斜槽轨道必须是光滑的 B . 斜槽轨道末端的切线必须调成水平 C . 记录痕迹的白纸必须在竖直平面内 D . 小球每次必须从斜槽上同一位置静止滚下
（2）正确安装装置后，小球在斜槽末端的（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应的位置即为平抛运动的起始点。
（3）将木板依次放在位置1、2、3时，小球依次从斜槽挡板处静止滚下，撞在木板上留下痕迹依次为A、B、C。已知1、2、3位置的水平距离均为x，测得A、B间的竖直距离 $\text{[math]}$ ，A、C间的竖直距离 $\text{[math]}$ ，当地的重力加速度为g，根据以上测得的物理量可求得小球的初速度为。

用如图甲所示装置研究平抛运动．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上．钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．

（1）本实验必须满足的条件有____________．

A . 斜槽轨道光滑 B . 斜槽轨道末端切线水平 C . 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 D . 挡板高度等间距变化
（2）如图乙所示，在描出的轨迹上取A、B、C三点，三点间的水平间距相等且均为x，竖直间距分别是y₁和y₂ ．若A点是抛出点，则 $\text{[math]}$ =；钢球平抛的初速度大小为（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）．

某同学在“探究小球平抛运动”实验中，建立竖直面内直角坐标系xOy，x轴沿水平方向，y轴竖直向下，实验记录小球平抛时的部分轨迹如图所示。a、b、c为轨迹上的三点，a、b与b、c水平间距均为x₀ ， a、b、c三点的竖直坐标分别为y₁、y₂、y₃ ，已知当地重力加速度为g，不计空气阻力。

（1） a、b两点的时间间隔t=；
（2）小球平抛时的水平初速度大小v₀=。（用题给物理量符号表示）

下图是某小组进行“研究物体平抛运动规律”的实验装置；每次将小球从圆弧轨道释放。通过调节铁架台上挡板的高度，小球与挡板相撞，记录撞击使小球在挡板上留下的痕迹点。

（1）以下是实验过程中的些做法，其中合理的是______。

A . 每次小球释放的初始位置可任意选择 B . 安装轨道时，使其末端保持水平 C . 当铁架台挡板倾斜时，不会导致小球平抛运动轨迹点出现误差 D . 描绘轨迹图时以轨道与木板的等高点作为小球平抛运动的起点高度
（2）以小球离开轨道开始平抛运动位置为坐标原点，竖直向下为y轴正方向，水平向右为x轴正方向，小球平抛初速度为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。理论上，y关于x的函数为。（用 $\text{[math]}$ 、g表示）
（3）如装置图所示，当挡板从轨道底端等高位置O开始，每次向下调节相同高度至A、B、C、D位置，挡板上的撞击点如下图中1、2、3、4所示，其中位置A对应下图中的（1、2、3、4）；间距 $\text{[math]}$ （结果可用根号表示）。

如图所示，在竖直平面内有直角坐标系 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 轴竖直，从 $\text{[math]}$ 轴上的A点分别向第Ⅰ、Ⅱ象限以不同的初动能 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 水平抛出甲、乙两个小球。B、C是两条轨迹上的两个点，位移 $\text{[math]}$ 与位移 $\text{[math]}$ 互相垂直且大小相等。已知位移 $\text{[math]}$ 与水平方向所成的锐角为 $\text{[math]}$ ，甲、乙两球质量相等，不计空气阻力，求：

（1）甲、乙两球从A到B和从A到C时间之比；
（2）甲、乙做平抛运动的初动能 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 之比。

某实验小组利用图甲所示装置研究平抛运动的规律。实验时该实验小组同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，某次拍摄后得到的照片局部如图乙所示。照片上每个方格的实际边长为 $\text{[math]}$ 。

①下列关于本实验说法正确的是。

A．本实验需要调节斜槽末端水平

B．图乙中的a点就是平抛的起点

C．为获取图乙中的数据，实验至少需要4次释放小球，且每次释放位置必须相同

D．由图乙数据可得知平抛运动水平遵从匀速直线运动规律，竖直方向遵从匀变速直线运动规律

②根据图乙中数据可知频闪仪频率是 $\text{[math]}$ 。

③小球运动到图乙中位置b时，其速度的大小为 $\text{[math]}$ ；

如图所示，在竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在上轨道末端 $\text{[math]}$ 点同一高度处固定第三块电磁铁，并通过 $\text{[math]}$ 点处的开关2控制。通电后，三块电磁铁分别吸住三个相同的小铁球A、B、C。断开开关1，A、B两个小铁球同时开始运动，当A小球运动到斜槽末端 $\text{[math]}$ 点处时，触动开关2，C小球开始做自由落体运动，同时A小球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，三个小球恰好在 $\text{[math]}$ 点相遇。

（1）球A、B在 $\text{[math]}$ 点相遇，说明平抛运动在水平方向是运动；
（2）球A、C在 $\text{[math]}$ 点相遇，说明平抛运动在竖直方向是运动；
（3）忽略小球的大小，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为 $\text{[math]}$ ，则小球A做平抛运动的初速度大小为 $\text{[math]}$ 。（重力加速度大小取 $\text{[math]}$ ）

如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为5cm，如果取g=10m/s²，那么

（1）闪光周期是s.
（2）小球运动的水平分速度大小为m/s.
（3）小球运动到B点时的速度大小为m/s．

图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。（g取10m/s²）

（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）乙是正确实验取得的数据，其中0为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s。
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，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。

在“研究平抛运动”实验中：

（1）下列说法正确的有。
A．调节斜槽轨道末端水平，是为了保证小球抛出的初速度相同

B．检验是否调节水平，方法是将小球放在轨道末端，看小球是否滚动

C．每次释放小球时都应由静止释放，且可以不从斜槽上的同一位置释放

D．不必使用光滑的斜槽
（2）如图所示为某同学在研究小球的平抛运动时拍摄的频闪照片的一部分，其背景是边长为1.25 $\text{[math]}$ 的小方格，取 $\text{[math]}$ ，由图可求得照相机的闪光时间间隔为s；小球抛出时的初速度大小为 $\text{[math]}$ 。