5.3 实验：研究平抛运动
课时自测·基础达标
1.(2018·大连高一检测)如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把P球沿水平方向弹出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动
( )
A.此实验为了说明平抛运动在水平方向上做的是匀速直线运动 B.此实验为了说明平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动 C.如果加大打击力度,P球落地时间将延长
D.如果调整装置距地面的高度,它们就不会同时落地
【解析】选B。根据装置图可知,两球由相同高度同时运动,P做平抛运动,Q做自由落体运动,同时落地,说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动,故A项错误,B项正确;小锤打击金属片的力越大,P球获得的水平方向初速度越大,但竖直方向运动不变,所以落地时间不变,故C项错误;无论如何调节装置距地面的高度,两球在竖直方向运动情况完全相同,总是同时落地,故D项错误。 【补偿训练】
1.为了探究平抛运动的规律,将小球A和B置于同一高度,在小球A做平抛运动 的同时静止释放小球B。同学甲直接观察两小球是否同时落地,同学乙拍摄频闪 照片进行测量、分析。通过多次实验
( )
A.只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 B.两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 C.只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 D.两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动
【解析】选D。在图甲的实验中,改变高度和平抛小球的初速度大小,发现两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。不能得出水平方向上的运动规律。在图乙的实验中,通过频闪照片,发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上,知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同,所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动。频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平位移相等,知水平方向做匀速直线运动,故D项正确,A、B、C项错误。
2.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)时撞开接触开关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两个小球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后 ( )
A.竖直方向的分运动是自由落体运动 B.水平方向的分运动是匀加速直线运动 C.水平方向的分运动是匀速直线运动 D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
【解析】选A。球A与球B同时释放,同时落地,时间相同;A球做平抛运动,B球做自由落体运动;将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,两个分运动同时发生,具有等时性,因而A球的竖直分运动与B球运动时间相等。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两个小球总是同时落地,说明在任意时刻两球在同一高度,即A球的竖直分运动与B球完全相同,说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动;故A项正确。 2.(多选)(2018·广安高一检测)图示为研究平抛运动的实验装置,实验时,让小球多次沿同一轨道运动,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。你认为正确的是
( )
A.斜槽的末端可以不水平
B.斜槽轨道必须光滑且每次释放小球的位置必须不同 C.每次必须从同一位置由静止开始释放小球
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.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】选C、D。为了保证小球的初速度水平,斜槽末端需水平,故A项错误;为了保证每次小球的初速度相等,让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,故B项错误,C项正确;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,故D项正确;轨迹应该用平滑曲线连接,故E项错误。
3.如图甲所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图,图乙是利用该装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断造成这种现象的原因是( )
A.斜槽轨道太光滑 B.斜槽轨道末端不水平 C.释放小球时速度不为0
D.从不同位置释放小球
【解析】选B。由图可知小球离开水平轨迹末端时,向上抛出,形成了斜抛运动,说明小球的速度斜向上,原因只能是斜槽末端不水平,才会造成斜抛运动,故选B。
4.(2018·西安高一检测)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做平抛运动的轨迹,为了探究影响平抛运动水平射程的因素,某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验,实验数据记录如表:
抛出点的 序号 高度(m) 1 2 0.20 0.20 度(m/s) 2 3 (m) 0.40 0.60 水平初速 水平射程 3 4 5 6 0.45 0.45 0.80 0.80 2 4 2 6 0.60 1.20 0.80 2.40 以下探究方案符合控制变量法的是 ( )
A.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为1、3、5的实验数据 B.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据 C.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为1、3、5的实验数据 D.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据
【解析】选A。探究影响平抛运动水平射程的因素时,若探究水平射程和高度的关系,应保持初速度不变,若探究水平射程和初速度的关系,应保持高度不变。所以探究水平射程与高度的关系,可用表中序号1、3、5的实验数据。探究水平射程和初速度的关系,可选用表中序号3、4的实验数据,故A项正确,B、C、D项错误。
5.某同学学完平抛运动后想通过实验来验证平抛运动的水平分运动是否为匀速直线运动,实验装置如图所示,两个完全相同的斜轨道固定在同一个铁架台上,其末端水平且位于同一竖直线上,在下面的轨道末端再接一个等高的水平轨道。该同学让两个完全相同的小铁块A和B分别从上下两个斜轨道顶端同时由静止开始下滑,他设想两个铁块应该在水平轨道上的某位置相遇。
(1)实际操作时,A还没到达水平轨道上B就停止运动了,这主要是水平轨道对B的动摩擦因数太________(选填“大”或“小”)造成的。
(2)该同学尽量减弱(1)中带来影响的因素,但是A掉落在水平轨道上时总在B的前方,其他同学给他提出了进一步的改进意见,你认为对该同学的实验有帮助的是________。 A.把上面的斜轨道再升高一点 B.让A滑块下滑的初始位置低一点 C.让B滑块提前下滑
D.把两个滑块换成两个同样的铁球
【解析】(1)实际操作时,A还没到达水平轨道上B就停止运动了,这主要是轨道对B有较大
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