【題目】為了探究平拋運動規(guī)律,老師做了如下兩個演示實驗:

(1)為了說明平拋運動的豎直分運動是自由落體運動,用如圖所示裝置進行實驗。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時B球被松開自由下落。關(guān)于該實驗,下列說法正確的有________________。

A.所用兩球的質(zhì)量必須相等

B.只做一次實驗發(fā)現(xiàn)兩球同時落地,即可以得到實驗結(jié)論

C.應改變裝置的高度多次實驗

D.本實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動

(2)如圖所示,兩個相同的弧形軌道M 、N位于同一豎直面內(nèi),其中N軌道的末端與光滑的水平地面相切。兩個完全相同的小鋼球P、Q,以相同的水平初速度同時從軌道M、N的末端射出,觀察到P落地時與Q相遇。只改變弧形軌道Q的高度,多次重復實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象。這說明:________________

(3)為了進一步研究平拋運動,某同學用如上圖所示的裝置進行實驗。

為了準確地描繪出平拋運動的軌跡,下列要求合理的是________________

A.小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放

B.斜槽軌道必須光滑

C.斜槽軌道末端必須水平

D.本實驗必需的器材還有刻度尺和秒表

B實驗小組為了更方便研究平拋運動,他們在實驗中用頻閃光源代替鋼球,頻閃光源的頻率為50Hz,拋出后經(jīng)過畫布時在上面留下了一串反映平拋運動軌跡的點跡(如圖)。將點跡拍照后用軟件分析可得到各點的坐標。如圖中M1、M2、M3是頻閃光源平拋運動過程中在畫布上留下的三個連續(xù)點跡,M1、M2、M3的坐標見表格,通過計算可得頻閃光源平拋運動的初速度為________________m/s,當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>________________m/s2.

③該組同學在老師的啟發(fā)下想進一步探究做平拋運動的物體在豎直方向上的分運動,利用④中的實驗裝置完成實驗并測量相關(guān)數(shù)據(jù),通過計算機繪出如圖所示的圖象,并擬合出表達式,圖中為頻閃光源平拋運動豎直方向的分速度。他們通過分析圖象和表達式可以得出的結(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動

D.頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運動

④如圖丙同學將實驗方案做了改變,他把桌子搬到墻的附近,調(diào)整好儀器,使從斜槽軌道滾下的小球打在正對的墻上,把白紙和復寫紙附在墻上,記錄小球的落點,然后等間距地改變桌子與墻的距離,就可以得到多個落點。如果丙同學還有一把刻度尺,他是否可以計算出小球平拋時的初速度?請簡要闡述理由。

__________________

【答案】C 平拋運動在水平方向做勻速直線運動 AC 0.5 9.75 AD 可以。用刻度尺測量落點與拋出點之間的豎直距離y,測量墻與桌子的水平距離x,根據(jù),可得,則,改變桌子與墻的水平距離x,測量多組x,y值,計算多組初速度,取平均值即可。

【解析】

(1)根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟,結(jié)合兩球相遇得出平拋運動在水平方向上的運動規(guī)律。(2)根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟,結(jié)合兩球相遇得出平拋運動在水平方向上的運動規(guī)律.(3)①根據(jù)原理以及注意事項確定正確的操作步驟.②根據(jù)頻率得出頻閃周期,抓住水平方向上做勻速直線運動,結(jié)合水平位移和時間間隔求出初速度,根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重力加速度。③結(jié)合圖線的特點得出豎直方向上的運動規(guī)律,根據(jù)原理分析初始時刻豎直分速度不為零的原因。④根據(jù)豎直位移求出運動的時間,結(jié)合水平位移和時間求出初速度.

(1)小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時B 球被松開自由下落,兩球同時落地,可知平拋運動在豎直方向上做自由落體運動,不能得出水平方向上的運動規(guī)律,實驗時應改變裝置的高度進行多次實驗,故C正確,ABD錯誤。故選C。

(2)兩個完全相同的小鋼球P、Q,以相同的水平初速度v0同時從軌道M、N的末端射出,觀察到P落地時與Q相遇.只改變弧形軌道M的高度,多次重復實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象.這說明平拋運動在水平方向上做勻速直線運動.

(3)①為了保證小球的初速度相等,小球每次應從斜槽的同一位置由靜止釋放,斜槽軌道不一定需要光滑,故A正確,B錯誤.為了保證小球的初速度水平,斜槽末端必須水平,故C正確.該實驗不需要秒表,運動的時間可以通過下降的高度求出,故D錯誤.故選AC.

②相鄰兩點間的時間間隔T=0.02s,則平拋運動的初速度
在豎直方向上,根據(jù)y=gT2得,。

③由圖可知,豎直分速度與時間成線性關(guān)系,可知頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運動,由于0時刻的豎直分速度不為零,可知斜槽末端不水平,故選AD。

④可以計算小球平拋運動的初速度,用刻度尺測量落點與拋出點之間的豎直距離y,測量墻與桌子的水平距離x,根據(jù)ygt2,可得t=,則,改變桌子與墻的水平距離x,測量多組x,y值,計算多組初速度,取平均值即可.

練習冊系列答案
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A. A′,B′,C三點的電場強度相同

B. ABC所在平面為等勢面

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1金屬棒達到穩(wěn)定時的速度是多大?

2從靜止開始直到達到穩(wěn)定速度的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?

3若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0,從此時刻起,讓磁感強度逐漸減小,可使金屬棒中不產(chǎn)生感應電流,則t=1s時磁感應強度應為多大?

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A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動

(2)實驗中要進行質(zhì)量mM的選取,以下最合理的一組是____

A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)下圖是實驗中得到的一條紙帶,AB、C、D、EF、G7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出,量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm,sEF=5.91 cm,sFG=6.34 cm.已知打點計時器的工作頻率為50 Hz,則小車的加速度大小a________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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