2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2

《2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2（17頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié)　實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng) [知識(shí)概要] 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡． 2．判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線． 3．根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡求其初速度． 二、實(shí)驗(yàn)原理 1．利用追蹤法逐點(diǎn)描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡． 2．建立坐標(biāo)系，如果軌跡上各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系具有y＝ax2的形式(a是一個(gè)常量)，則軌跡是一條拋物線． 3．測(cè)出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，據(jù)x＝v0t、y＝gt2得初速度v0＝x·. 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．用描跡法描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡． 2．根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度． 二、實(shí)驗(yàn)裝置如圖 三、實(shí)驗(yàn)器材 斜槽軌道、小鋼球、木板、坐標(biāo)

2、紙、圖釘、重錘、直尺、三角板、鉛筆等． 四、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)安裝斜槽軌道，使其末端保持水平； (2)固定木板上的坐標(biāo)紙，使木板保持豎直狀態(tài)，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡與板面平行，坐標(biāo)紙方格橫線呈水平方向； (3)以斜槽末端為坐標(biāo)原點(diǎn)沿重垂線畫出y軸； (4)將小球從斜槽上的適當(dāng)高度由靜止釋放，用鉛筆記錄小球做平拋運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的位置； (5)重復(fù)步驟(4)，在坐標(biāo)紙上記錄多個(gè)位置； (6)在坐標(biāo)紙上作出x軸，用平滑的曲線連接各個(gè)記錄點(diǎn)，得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡. 要點(diǎn)1|平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的研究 1．實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng) (1)保證斜槽末端的切線水平，木板豎直且與小球下落的軌跡平面平行，并使小球運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)靠近木板，但不接觸； (2)小球每次都從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下； (3)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)球的重心在木板上的水平投影點(diǎn)； (4)小球在斜槽上開始滾下的位置高度要適當(dāng)，以便使小球運(yùn)動(dòng)的軌跡由木板的左上角到右下角． 2．誤差分析 (1)斜槽末端沒有調(diào)水平，小球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)． (2)確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確． (3)量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確． 3．判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線 (1)圖象法：建立y-x2坐標(biāo)系，根據(jù)所測(cè)量的各個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的y值和x2的值，在y-x2坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連接各描點(diǎn)看是否在一條直線上，并

4、求出該直線的斜率即為a值． (2)公式法：①以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，重垂線方向?yàn)閥軸，水平方向?yàn)閤軸，建立平面直角坐標(biāo)系． ②如圖所示，在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3…，把線段OA1的長(zhǎng)度記為L(zhǎng)，那么OA2＝2L，OA3＝3L…，由A1、A2、A3…向下作垂線，與軌跡的交點(diǎn)記為M1、M2、M3…. ③設(shè)軌跡就是一條拋物線，則M1、M2、M3…各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)應(yīng)該具有的形式為y＝ax2，a是常量． ④用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)，代入y＝ax2中，求出常量a. ⑤測(cè)量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)，代入上式，看是否滿足，如果在誤差允許范圍內(nèi)滿足，就說明該曲線為拋物線．

5、典例1　某同學(xué)采用如圖所示的裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：用小錘擊打彈性金屬片C，使 A球沿水平方向飛出，B球被松開做自由落體運(yùn)動(dòng)，可觀察的現(xiàn)象是________；為進(jìn)一步探究，可以改變________，多次實(shí)驗(yàn)，可觀察到同樣的現(xiàn)象，這說明________________________． 【思路點(diǎn)撥】　平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的規(guī)律為勻速直線，豎直方向上的規(guī)律為自由落體，根據(jù)分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性可知兩球同時(shí)落地，因水平方向上沒有對(duì)比，不能反映水平方向上平拋的規(guī)律． 【解析】　實(shí)驗(yàn)可觀察的現(xiàn)象是兩球同時(shí)落地 ；為進(jìn)一步探究，可以改變實(shí)驗(yàn)裝置的離地高度和小錘擊打力度，多次實(shí)驗(yàn)，可觀察到同樣的現(xiàn)象

6、，這說明做平拋運(yùn)動(dòng)的A球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)． 【答案】　兩球同時(shí)落地　實(shí)驗(yàn)裝置的離地高度和小錘擊打力度　做平拋運(yùn)動(dòng)的A球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng) 　如圖所示，在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下： A．讓小球多次從斜槽上________________滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置． B．按圖安裝好器材，注意________________，記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線． C．取下白紙以O(shè)為原點(diǎn)，以過O點(diǎn)的豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡． (1)完成上述步驟，將正確的

7、答案填在橫線上． (2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是________． 解析：本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是，確保小球每次拋出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此安裝器材時(shí)，注意調(diào)整斜槽末端水平，實(shí)驗(yàn)過程中讓小球多次從斜槽上同一位置滾下． 答案：(1)同一位置無初速　調(diào)整斜槽末端水平 (2)BAC 名師方法總結(jié) 實(shí)驗(yàn)時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)中的儀器，理解實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)是解決此類題目的關(guān)鍵． 名師點(diǎn)易錯(cuò) 1．小球每次必須從同一位置無初速滾下． 2．斜槽末端切線水平. 要點(diǎn)2|計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 1．已知軌跡和拋出點(diǎn) 以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平方向?yàn)閤軸，豎直向下為y軸，建立平面直角坐標(biāo)系． (1

8、)在軌跡曲線上任取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同點(diǎn)． (2)用刻度尺分別測(cè)出它們的坐標(biāo)x和y. (3)根據(jù)坐標(biāo)值，代入公式v0＝＝x，分別計(jì)算小球的初速度v0，并計(jì)算其平均值． 2．已知軌跡和豎直軸(或水平軸)，不知拋出點(diǎn) (1)在軌跡曲線上取三點(diǎn)A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如圖所示． (2)用刻度尺分別測(cè)出yA、yB、yC，則有yAB＝y(tǒng)B－yA，yBC＝y(tǒng)C－yB． (3)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，則物體從A到B和從B到C運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)為T；豎直方向由勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論有：yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x. 解以上兩式得：v0＝x. 典例2　如

9、圖甲所示是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．(g＝10 m/s2) (1)圖乙是正確實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點(diǎn)，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為________m/s. (2)在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，方格邊長(zhǎng)L＝5 cm，通過實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為________m/s；B點(diǎn)的豎直分速度為________m/s. 【思路點(diǎn)撥】　平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、抓住等時(shí)性進(jìn)行求解． 【解析】　(1)因?yàn)镺點(diǎn)是拋出點(diǎn)，則h＝gt2，則：t＝＝ s＝0.2 s．則小球的初速度為

10、v0＝＝ m/s＝1.6 m/s. (2)由圖可知，AB、BC之間的時(shí)間間隔相等，根據(jù)Δy＝gT2得：T＝＝＝ s＝0.1 s，則小球的初速度為v0＝＝ m/s＝1.5 m/s.B點(diǎn)豎直方向上的分速度等于AC在豎直方向上的平均速度，為vBy＝＝ m/s＝2 m/s. 【答案】　(1)1.6　(2)1.5　2 　某同學(xué)利用圖甲所示裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標(biāo)紙丟失了一部分，剩余部分如圖乙所示，圖乙中水平方向與豎直方向每小格的邊長(zhǎng)均代表0.10 m，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個(gè)點(diǎn)，P1和P2、P2和P3之

11、間的水平距離相等．(重力加速度g取9.8 m/s2) (1)設(shè)P1、P2和P3的橫坐標(biāo)分別為x1、x2和x3，縱坐標(biāo)分別為y1、 y2和y3.從圖乙中可讀出|y1－y2|＝________ m，|y1－y3|＝________ m，|x1－x2|＝________m．(保留兩位小數(shù)) (2)若已測(cè)知拋出后小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，利用(1)中讀取的數(shù)據(jù)，求出小球從P1運(yùn)動(dòng)到P2所用的時(shí)間為________ s，小球拋出后的水平速度為________ m/s.(均可用根號(hào)表示) 解析：(1)由題圖乙可知P1到P2兩點(diǎn)在豎直方向的間隔為6格，P1到P3兩點(diǎn)在豎直方向的間隔為16格，所以

12、有|y1－y2|＝0.60 m，|y1－y3|＝1.60 m，P1到P2兩點(diǎn)在水平方向的距離為6格，則有|x1－x2|＝0.60 m. (2)由水平方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知P1到P2與P2到P3的時(shí)間相等，豎直方向根據(jù)Δy＝gt2，解得t＝ s，則有v0＝＝ m/s＝ m/s≈2.97 m/s. 答案：(1)0.60　1.60　0.60　(2)　(或2.97) 名師方法總結(jié) (1)計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，已知拋出點(diǎn)時(shí)，根據(jù)x＝v0t和y＝gt2，即可求解v0＝x；未知拋出點(diǎn)時(shí)，一般根據(jù)Δy＝gT2和x＝v0T求解． (2)計(jì)算拋出點(diǎn)的位置時(shí)，抓住平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，即平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向

13、上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律即可求解． 名師點(diǎn)易錯(cuò) 圖中所畫坐標(biāo)原點(diǎn)不一定是平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn). 要點(diǎn)3|實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 1．噴水法 如圖所示，倒置的飲料瓶?jī)?nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，且加上一個(gè)很細(xì)的噴嘴． 水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．將它描在背后的紙上，進(jìn)行分析處理． 2．頻閃照相法 頻閃照相是指每隔一定時(shí)間對(duì)同一物體進(jìn)行一次照相，并將其位置呈現(xiàn)在同一張底片上的技術(shù)．它可以精確描述物體的運(yùn)動(dòng)情況，如圖所示． (1)通過對(duì)同一時(shí)刻兩小球位置的對(duì)比可知，在任一個(gè)相同時(shí)間下落

14、的位移是相等的，說明平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)． (2)測(cè)量相鄰像間的水平距離，結(jié)果發(fā)現(xiàn)任意兩個(gè)相鄰的像間水平距離相等，說明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)． 典例3　某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽(圖中P0P0′、P1P1′…)，槽間距離均為d.把覆蓋了復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上．實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放．每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d.實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，如圖所示． (1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置

15、反復(fù)調(diào)節(jié)，直到________，每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了________． (2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了________． (3)在圖中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡． 【思路點(diǎn)撥】　實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)使得滾下的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，就要求斜槽末端水平，且研究同一個(gè)平拋的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要求小球到達(dá)斜面底端速度大小一樣，平拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，通過平滑曲線連接即可得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡． 【解析】　(1)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的反復(fù)調(diào)節(jié)，達(dá)到：①斜軌末端水平，以保證小球離開軌道時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，②A板水平，保證B板總處于同一高度，③插槽P0P0′垂直斜軌并在斜軌末端

16、正下方，以保證B板在P0P0′時(shí)小球的痕跡為拋出點(diǎn)．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，以保證小球每次以相同初速度做平拋運(yùn)動(dòng)． (2)記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)間的水平距離相等． (3)如答案圖所示． 【答案】　(1)斜軌末端水平、A板水平、插槽P0P0′垂直斜軌并在斜軌末端正下方　每次做初速度相同的平拋運(yùn)動(dòng) (2)使記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)之間的水平距離相等 (3)如圖所示 　(2018·蚌埠二模)某小組設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，在拋出點(diǎn)O的正前方，豎直放置一塊毛玻璃．他們利用不同的頻閃光源，在小球拋出后的運(yùn)動(dòng)過程中光源閃光，會(huì)在毛玻璃上出現(xiàn)小球的投影點(diǎn)，在毛玻璃右邊用照相機(jī)進(jìn)行多次曝光，拍攝

17、小球在毛玻璃上的投影照片．如圖1，小明在O點(diǎn)左側(cè)用水平的平行光源照射，得到的照片如圖3；如圖2，小紅將一個(gè)點(diǎn)光源放在O點(diǎn)照射重新實(shí)驗(yàn)，得到的照片如圖4，已知光源的閃光頻率均為31 Hz，光源到玻璃的距離L＝1.2 m，兩次實(shí)驗(yàn)小球拋出時(shí)的初速度相等．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可求出：(結(jié)果均保留2位小數(shù)) (1)重力加速度的大小為________m/s2，投影點(diǎn)經(jīng)過圖3中M位置時(shí)的速度大小為________m/s. (2)小球平拋時(shí)的初速度大小為________m/s. 解析：(1)小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量 Δy＝gT2＝＝1.00 cm，代入數(shù)據(jù)解得，重力

18、加速度g＝9.61 m/s2 投影點(diǎn)經(jīng)過M位置的豎直速度vM＝＝＝0.62 m/s. (2)經(jīng)過時(shí)間t后小球運(yùn)動(dòng)的水平位移為x＝v0t，豎直位移為y＝gt2，設(shè)小球在玻璃上的投影點(diǎn)豎直距離為Y，由相似三角形可知＝，解得Y＝.下一次曝光時(shí)刻，Y＋Δh＝. 聯(lián)立解得v0＝＝9.3 m/s. 答案：(1)9.61　0.62　(2)9.3 名師方法總結(jié) 研究平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度其依據(jù)都是平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和基本規(guī)律．首先，平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，豎直向下；其次，平拋運(yùn)動(dòng)可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)．這些知識(shí)如果把握到位，很多問題就會(huì)迎

19、刃而解． 名師點(diǎn)易錯(cuò) 平拋運(yùn)動(dòng)的分析，常結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論： 1．在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量． 2．某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度. 【強(qiáng)化基礎(chǔ)】 1．在不考慮空氣阻力的情況下，下列物體中做平拋運(yùn)動(dòng)的是(　　) A．水平擊出的排球 B．空中水平勻速飛行的小鳥 C．斜向上踢出的足球 D．從桌面上彈起的乒乓球 解析：水平擊出的排球，初速度水平，僅受重力，做平拋運(yùn)動(dòng)，故A正確；空中水平勻速飛行的小鳥，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；斜向上踢出的足球，初速度斜向上，不是平拋運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；從桌面上彈起的乒乓球，初速度不水平，不是平拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．

20、 答案：A 2．(多選)研究平拋運(yùn)動(dòng)，下面哪些做法可以減小實(shí)驗(yàn)誤差(　　) A．使用密度大、體積小的鋼球 B．盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球每次都從同一高度由靜止開始滾下 D．使斜槽末端的切線保持水平 解析：選用密度大、體積小的小鋼球可以減小空氣阻力的影響，故A對(duì)；此實(shí)驗(yàn)與小球和斜槽間是否有摩擦無關(guān)，故B錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)中必須讓小球每次都從同一位置由靜止?jié)L下，才能使平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，故C對(duì)；實(shí)驗(yàn)斜槽末端的切線水平，才能保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，故D對(duì)，綜上所述正確答案為A、C、D． 答案：ACD 3. (多選)如圖所示，兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵

21、球P、Q，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D，電磁鐵E裝在與軌道M最低點(diǎn)等高處的某一水平位置．調(diào)C、D高度，使AC＝BD，將小鐵球P、Q、R分別吸在電磁鐵C、D、E上，然后同時(shí)切斷C、D電源，P、Q從弧形軌道滾下，當(dāng)小球P運(yùn)動(dòng)到圓弧末端時(shí)由裝置切斷E電源，小球R開始下落，改變弧形軌道M的高度以及電磁鐵E的位置，再進(jìn)行若干次調(diào)整，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，P、Q、R三球同時(shí)在水平面相撞．下列說法和做法正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)說明小鐵球P離開軌道做平拋運(yùn)動(dòng)的豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng) B．實(shí)驗(yàn)說明小鐵球P離開軌道做平拋運(yùn)動(dòng)的水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng) C．若實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小鐵球P、R在空中相撞而不

22、能同時(shí)擊中水平的小鐵球Q，為了使三球同時(shí)相撞，可以適當(dāng)將電磁鐵E向右移動(dòng)一些 D．若實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小鐵球P、R在空中相撞而不能同時(shí)擊中水平的小鐵球Q，為了使三球同時(shí)相撞，可以適當(dāng)將電磁鐵E向左移動(dòng)一些 解析：小鐵球P、Q能以相同的初速度同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出，可以看到P、Q兩球相碰．可知小球P在水平方向上的運(yùn)動(dòng)情況與Q球的運(yùn)動(dòng)情況相同，即小鐵球P離開軌道做平拋運(yùn)動(dòng)的水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)小球P運(yùn)動(dòng)到圓弧末端時(shí)，小球R開始下落，多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，P、Q、R三球同時(shí)在水平面相撞，說明小鐵球P做平拋運(yùn)動(dòng)的豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，A、B選項(xiàng)正確；若實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小鐵球P、R在空中相

23、撞而不能同時(shí)擊中水平的小鐵球Q，為了使三球同時(shí)相撞，必須增大R球到Q球的水平距離，因此可以適當(dāng)將電磁鐵E向右移動(dòng)一些，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：ABC 【鞏固易錯(cuò)】 4．(2018·黔東南州一模)如圖，粗糙的斜槽固定在水平桌面上，斜槽末端與水平桌面平滑連接．小球從斜槽上A點(diǎn)滾下，經(jīng)桌面末端B點(diǎn)水平拋出，落在地面上的C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.下列說法正確的是(　　) A．若僅測(cè)出AB間的豎直高度，可求出小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度 B．若僅測(cè)出BC間的距離，可求出小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度 C．若僅測(cè)出BC間的水平距離，可求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 D．若僅測(cè)出BC間的豎直

24、高度，可求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 解析：斜槽粗糙，僅測(cè)出AB間的豎直高度，無法確定B點(diǎn)的速度，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球離開B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)公式h＝gt2只能計(jì)算出小球做平拋的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不能求出小球經(jīng)過B點(diǎn)的速度，B選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；根據(jù)已知，僅測(cè)出BC間的水平距離，由于水平速度未知，故不能測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，C選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：D 5．(多選)在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用圖中所示的各種裝置圖，以下操作合理的是(　　) A．選用裝置1研究平拋物體豎直分運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時(shí)落地 B．選用裝置2時(shí)，要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱所顯示的平拋軌跡，豎直管上端A一定要低于水

25、面 C．選用裝置3時(shí)，要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球 D．除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機(jī)拍攝鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的每秒十幾幀至幾十幀的照片，獲得平拋軌跡 解析：選用裝置1研究平拋物體豎直分運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用耳朵聽A、B兩球是否同時(shí)落地，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置2中，A管內(nèi)為外界大氣壓強(qiáng)，在水面下保證A管上出口處的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)．為了保證水流速度穩(wěn)定，另一出水管的上端口處壓強(qiáng)與A管上出口處的壓強(qiáng)有恒定的壓強(qiáng)差．如果A管上出口在水面上則水面上為大氣壓強(qiáng)，隨水面下降，出水管上口壓強(qiáng)降低，出水速度減小，B選項(xiàng)正確；選用裝置3時(shí)，要獲得鋼球的平拋軌跡，每次需要從斜槽上同一位置由靜止釋

26、放鋼球，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；數(shù)碼照相機(jī)拍攝時(shí)曝光時(shí)間是固定的，可以用來研究平拋運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)正確． 答案：BD 【能力提升】 6．在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡和求物體的平拋初速度．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下： A．讓小球多次從________位置上滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列位置； B．安裝好器材，注意調(diào)節(jié)斜槽末端和平板豎直，記下拋出點(diǎn)O和過拋出點(diǎn)O的豎直線； C．測(cè)出曲線上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，用v0＝________算出該小球的平拋初速度，實(shí)驗(yàn)需要對(duì)多個(gè)點(diǎn)求v0的值，然后求它們的平均值； D．取下白紙，以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡

27、． 上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是________ (只排列序號(hào)即可)． 解析：A．讓小球多次從同一位置由靜止?jié)L下，目的是保證小球多次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等；C．平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向有x＝v0t，豎直方向有y＝gt2，聯(lián)立求出初速度v0＝x，故實(shí)驗(yàn)步驟合理順序是BADC． 答案：同一　x　BADC 7．(2018·北京市大興區(qū)一模)“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，A實(shí)驗(yàn)小組選用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置，他們讓鋼球從斜槽固定位置滾下從槽的末端飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置，通過多次實(shí)驗(yàn)，在豎直白紙上記錄鋼球經(jīng)過的多個(gè)位置，得到鋼球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，并利用

28、軌跡求出鋼球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度． (1)除圖中所給的實(shí)驗(yàn)器材外，完成本實(shí)驗(yàn)還需要的測(cè)量工具是________________． (2)為保證鋼球飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽末端必須水平．請(qǐng)簡(jiǎn)要說明，在實(shí)驗(yàn)操作中你是如何檢測(cè)斜槽末端是否水平的．_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)如圖2所示，在實(shí)驗(yàn)中記下鋼球的平拋初位置O點(diǎn)，用懸掛的重錘確定豎直線．取下白

29、紙以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫出平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡．如果平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線，那么軌跡上任意一點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)理論上應(yīng)滿足y＝ax2，若設(shè)初速度為v0，重力加速度為g，關(guān)系式中的a應(yīng)等于(　　) A．　　 B．　　　C．　　 D． (4)B實(shí)驗(yàn)小組為了更方便研究平拋運(yùn)動(dòng)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中用頻閃光源代替鋼球，頻閃光源的頻率為50 Hz，拋出后經(jīng)過畫布時(shí)在上面留下了一串反映平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的點(diǎn)跡(如圖3)．將點(diǎn)跡拍照后用軟件分析可得到各點(diǎn)的坐標(biāo)．下圖中M1、M2、M3是頻閃光源平拋運(yùn)動(dòng)過程中在畫布上留下的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)跡，M1、M2、M3的坐標(biāo)見表格，通過計(jì)算可得頻閃光源平拋

30、運(yùn)動(dòng)的初速度為________m/s，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開_______m/s2. M1 M2 M3 x/cm 1.0 2.0 3.0 y/cm 0.40 1.19 2.37 (5)該組同學(xué)在老師的啟發(fā)下想進(jìn)一步探究做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)，利用(4)中的實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)并測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)繪出如圖4所示的vy-t圖象，并擬合出表達(dá)式，圖中vy為頻閃光源平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分速度．他們通過分析圖象和表達(dá)式可以得出的結(jié)論是________． A．斜槽末端可能不水平 B．頻閃光源與斜槽之間存在摩擦 C．頻閃光源在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

31、 D．頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 解析：(1)實(shí)驗(yàn)中還需要刻度尺測(cè)量水平位移和豎直位移，還需要的測(cè)量工具是刻度尺． (2)檢測(cè)斜槽末端是否水平，可以看小球能否靜止在軌道的邊緣． (3)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上x＝v0t 豎直方向上，y＝gt2 聯(lián)立解得a＝，D選項(xiàng)正確． (4)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝ 相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.02 s 聯(lián)立解得v0＝0.5 m/s 在豎直方向上，連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)，位移之差為常量 根據(jù)Δy＝gT2得，g＝9.75 m/s2. (5)由圖可知，豎直分速度與時(shí)間成線性關(guān)系，可知頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于0時(shí)刻的豎直分速度不為零，可知斜槽末端不水平，A、D選項(xiàng)正確． 答案：(1)刻度尺　(2)看小球能否靜止在軌道的邊緣　(3)D　(4)0.5　9.75　(5)AD 17