【文档说明】2022-2023学年高一物理 人教版2019必修第二册 分层作业 5.3 实验：探究平抛运动的特点（3-基础达标练） Word版含解析.docx，共(8)页，207.477 KB，由小赞的店铺上传

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5.3实验：探究平抛运动的特点（3-基础达标练）（解析版）一、实验题（本大题共5小题）1.如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出𝑎、𝑏、𝑐、𝑑四个点(

轨迹已擦去).已知小方格纸的边长𝐿=2.5𝑐𝑚．𝑔取10𝑚/𝑠2.请你根据小方格纸上的信息，完成下面几个问题：(结果保留三位有效数字)(1)小球平抛运动的初速度𝑣0=______𝑚/𝑠。(2)物体运

动到𝑏点时的瞬时速度𝑣𝑏=______𝑚/𝑠；(3)从抛出点到𝑐点所经历的时间是______𝑠。【答案】(1)1.00；(2)1.25；(3)0.125【解析】该题考查研究平抛运动的实验相关知识。熟知实验原理和平抛运动特点是解决本题的关键。(1)由�

�𝑦=𝑔𝑇2和𝑣0=𝑥𝑇求解初速度；(2)根据中间时刻瞬时速度等于平均速度求解𝑣𝑏𝑦，再根据速度的合成求𝑣𝑏；(3)先求解𝑐点速度，再求解从抛出点到𝑐点所经历的时间。【解答】(1)由𝛥𝑦=𝑔𝑇2得，𝑇=√𝛥𝑦𝑔=√2.5

×10−210𝑠=0.05𝑠，则初速度𝑣0=𝑥𝑇=2𝐿𝑇=2×0.0250.05𝑚/𝑠=1.00𝑚/𝑠。(2)𝑣𝑏𝑦=𝑦𝑎𝑐2𝑇=3×2.5×10−20.1𝑚/𝑠=

0.75𝑚/𝑠，所以𝑣𝑏=√0.752+12𝑚/𝑠=1.25𝑚/𝑠。(3)𝑏点竖直分速度𝑣𝑏𝑦=0.75𝑚/𝑠由𝑣𝑐𝑦=𝑣𝑏𝑦+𝑔𝑇得：𝑣𝑐𝑦=1.25𝑚/𝑠𝑡𝑐=𝑣𝑐𝑦𝑔=1.251

0𝑠=0.125𝑠2.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取𝑔=10𝑚/𝑠2，那么：(1)照相机的闪光频率是______Hz；(2)小球运动中水平分速度的大小是______𝑚

/𝑠；(3)小球经过𝐵点时的速度大小是______𝑚/𝑠．【答案】101.52.5【解析】解：(1)在竖直方向上有：△h=gT2，其中：△h=(5−3)×5cm=10cm=0.1m，代入求得：T=√Δhg=√0.1m10m/s

2=0.1s，因此闪光频率为：f=1T=10.1s=10Hz(2)水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，代入解得：v0=xT=0.15m0.1s=1.5m/s．(3)根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该

过程的平均速度，在B点有：vBy=hAC2T=8×5×10−2m2×0.1s=2m/s所以B点速度为：vB=√v02+vBy2=√(1.5)2+(2)2m/s=2.5m/s故答案为：(1)10；(2)1.5；(

3)2.5．(1)平抛运动在竖直方向上是匀变速运动，由BC和AB之间的距离差可以求出时间间隔，也就可以求出闪光频率；(2)在水平方向上是匀速直线运动，由ABC三点在水平方向上的位移，和两点之间的时间间隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；(3)B点水平速度与初速度相等

，再求出竖直方向的速度，求它们的合速度，就是B的速度．对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．3.图甲是研究平抛运动的实验装置示意图，小球从斜面上一定高度处从静止释放，经过一段水平轨道后落下，利用该装置可以记录小球球心

的运动轨迹。(1)在实验操作中需要小球多次重复运动，则每次小球___________从同一位置由静止开始运动。轨道_______________光滑。(两空均选填“必须”或“不一定”)(2)某同学记录了运动轨迹上三点A、𝐵、𝐶，如图所示，以𝐴为坐标原点，建立坐标系，各点坐

标值已在图中标出，则小球平抛初速度大小为______𝑚/𝑠;𝐵点的速度是_____𝑚/𝑠(𝑔取10𝑚/𝑠2)。【答案】(1)必须；不一定(2)1.0；√5。【解析】(1)在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运

动轨迹，实验成功的关键是小球是否初速度水平，要求从同一位置多次无初速度释放，这样才能确保每次平抛轨迹相同(2)平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．根据竖直方向上△y=gT2，求出时间间隔，然后根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．求出B点在竖直方向上的速度，

将水平速度与竖直速度合成后即为B点的速度。【解答】(1)为了保证小球做平抛的初速度相同，每次都必须使小球从同一位置由静止开始运动；只需要保证小球从斜槽末端做平抛运动，速度相同即可，不一定保证轨道光滑。(2)由于AB段、BC段在水平方向上的位移相等，故时间间隔相等，设相等的时间间隔为T

，在竖直方向上△y=gT2，则T=√Δyg=√(40−15−15)×10−210s=0.1s，则平抛的初速度v0=xT=10×10−20.1m/s=1.0m/s。B点竖直方向上的分速度为vBy=yAC2T=40×10−22×0.1m/s=2.0m/s，B点的

速度vB=√v02+vBy2=√1.02+2.02m/s=√5m/s。4.两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图(1)所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把𝐴球沿水平方向弹出，同时𝐵球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力

度，即改变𝐴球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______．(2)乙同学采用如图(2)所示的装置．两个相同的弧形轨道𝑀、𝑁分别用于发射小铁球𝑃、𝑄，其中𝑁的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分

别装有电磁铁𝐶、𝐷；调节电磁铁𝐶、𝐷的高度，使𝐴𝐶=𝐵𝐷，从而保证小铁球𝑃、𝑄在轨道出口处的水平初速度𝑣0相等，现将小铁球𝑃、𝑄分别吸在电磁铁𝐶、𝐷上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度𝑣0同时分别从轨道𝑀、𝑁下端射出．实验可

观察到的现象应是_____.仅仅改变弧形轨道𝑀的高度(保持𝐴𝐶不变)，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_____．【答案】(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；(2)两球相碰；平抛运动的物体在水平

方向上做匀速直线运动。【解析】解：(1)两球同时落地，说明A、B两球在竖直方向运动规律相同．故答案为：平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．(2)平抛运动水平方向做匀速直线运动，根据实验可知，P球从M点平抛，而Q球从N点在水平

面上匀速运动，二者运动轨迹虽然不同，但是水平方向的运动规律相同，因此P球会砸中Q球；仅仅改变弧形轨道M的高度，只是影响P球在空中运动时间，但是P、Q两球在水平方向上的运动规律是相同的，因此实验现象相同，故这个实验

说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．故答案为：P球会砸中Q球，平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．明确该实验的实验目的以及平抛运动的规律即可正确解答本题．该实验设计的巧妙，有创新性，使

复杂问题变得更直观，因此在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要重视学生对实验的创新．5.用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”，𝑀为斜槽，𝑁为水平放置的可上下调节的倾斜挡板．(1)除

了硬背板(含固定支架)、小球、斜槽𝑀、重锤线、倾斜的挡板𝑁、铅笔、图钉，白纸、复写纸之外，下列器材中还需要的是．A.秒表B.刻度尺C.天平D.弹簧秤(2)本实验需要选择合适的点作为坐标原点𝑂，建立直角坐标系，下面4幅图中，原点选择正确的是．A.B.C.D.(3)实验中得到的轨迹如图

乙，其中𝑂点为平抛运动的起点，重力加速度𝑔取9.8𝑚/𝑠2，根据图中给出的数据可得钢球做平抛运动的初速度𝑣0=𝑚/𝑠．【答案】(1)B；(2)C；(3)1.6【解析】解决本题的关键知道实验原理和注意事项，知道平抛运动在水平方

向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。【解答】(1)A、时间可以计算出来，不需要测量，故不需要秒表，故A错误；B、需要刻度尺测量长度，故B正确；C、不需要天平测量质量，故C错误；D、不需要弹簧秤测力，故D错误。故选B。(2)建立坐标系时，应将小球在斜槽末端时，球心

在竖直面上的投影为坐标原点，故选C。(3)在竖直方向上，根据y=12gt2得：t=√2yg=√2×19.6×10−29.8s=0.2s，则平抛运动的初速度：v0=xt=32.0×10−20.2m/s=1.6m/s。