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實驗：研究平拋運動 1.(多選)(2017常德高一檢測)在“研究平拋運動”的實驗中,為了求平拋物體的初速度,需直接測的數(shù)據(jù)有　(　　) A.小球開始滾下的高度 B.小球在空中飛行的時間 C.運動軌跡上某點P的水平坐標(biāo) D.運動軌跡上某點P的豎直坐標(biāo) 【解析】選C、D。由平拋運動規(guī)律,豎直方向y=12gt2,水平方向x=v0t,因此v0=xg2y,可見只要測得軌跡上某點P的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,就可求出初速度v0,故C、D正確。 2.(多選)在“研究平拋物體的運動”的實驗中,小球做平拋運動的坐標(biāo)原點位置是(設(shè)小球半徑為r)　(　　) A.斜槽口末端O點 B.小球在槽口時,球心在木板上的投影點 C.槽口O點正前方r處 D.小球放在槽口末端時,過小球最高點的水平線與槽口的豎直線的交點正下方r處 【解析】選B、D。小球做平拋運動的起點不是槽口的端點,而是球的球心在槽口上方時,球心在板上的水平投影點,該投影點的位置要比槽口的位置高一些,確定該投影點的位置用選項B、D的說法即可。 3.在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中,可以描繪出小球平拋運動的軌跡,實驗簡要步驟如下:　世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號35684011 A.讓小球多次從____________滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。 B.安裝好器材,注意_______________,記下平拋初位置O點和過O點的豎直線。 C.取下白紙,以O(shè)為原點,以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡。 (1)完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上。 (2)上述實驗步驟的合理順序是________。 【解析】(1)該實驗中要保證每次小球做平拋運動的軌跡相同,這就要求小球平拋的初速度相同,而且初速度是水平的,因此在具體實驗操作中要調(diào)整斜槽末端水平,方木板豎直且板面與斜槽末端切線平行緊靠斜槽末端放置,同時讓小球多次從同一位置無初速度地釋放。 (2)實驗操作中要先安裝儀器,然后進行實驗操作,故實驗順序為BAC。 答案:(1)同一位置無初速度　調(diào)整斜槽末端水平,方木板豎直且與斜槽末端切線平行緊靠斜槽末端　(2)BAC 4.如圖甲是研究平拋運動的實驗裝置圖,圖乙是實驗后在白紙上作的圖?！∈兰o(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號35684012 (1)在甲圖上標(biāo)出O點及Ox、Oy軸,并說明這兩條坐標(biāo)軸是如何作出的。 答:________________________。 (2)固定斜槽軌道時應(yīng)注意使____________________。 (3)實驗過程中需經(jīng)過多次釋放小球才能描繪出小球平拋運動的軌跡,實驗中應(yīng)注意_____________________________________。 (4)計算小球平拋初速度的公式v0=________,根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù),可計算出v0=________m/s。 【解析】(1)從O點開始作平行重垂線向下的直線為Oy軸,再垂直于Oy作Ox軸。如圖所示。 (2)為了保證小球離開斜槽時的速度沿水平方向,應(yīng)調(diào)整斜槽使底端切線沿水平方向。 (3)為了保證小球每次做平拋運動的軌跡一致,要求它的初速度相同,故每次都讓小球從斜槽的同一高度處無初速度滾下。 (4)由于x=v0t,y=12gt2,故初速度v0=xg2y,根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù),可計算出v0=1.6m/s。 答案:(1)圖見解析　利用重垂線作Oy軸,再垂直于Oy作Ox軸 (2)底端切線沿水平方向 (3)每次都從同一高度處無初速度滾下 (4)xg2y　1.6 5.在研究平拋運動的實驗中,某同學(xué)只在豎直板面上記下了通過拋出點的重垂線y的方向,但忘了記下平拋的初位置,在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線的軌跡,如圖所示?，F(xiàn)在曲線上取A、B兩點,量出它們到y(tǒng)軸的距離,AA′=x1,BB′=x2,AB的豎直距離為h,重力加速度為g,用這些量可以求得小球平拋時的初速度為________?！∈兰o(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號35684013 【解析】設(shè)拋出點為O,且在y軸上,由平拋規(guī)律 OA′=12gt12,x1=v0t1; OB′=12gt22,x2=v0t2; OB′-OA′=h,聯(lián)立求出v0=g2h(x22-x12)。 答案:g2h(x22-x12) 【補償訓(xùn)練】 1.在做“研究平拋運動”的實驗中,為了確定小球在不同時刻所通過的位置,實驗時用如圖所示的裝置,先將斜槽軌道的末端調(diào)成水平,在一塊平木板表面釘上復(fù)寫紙和白紙,并將該木板豎直立于緊靠槽口處。使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A。將木板向遠離槽口平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞在木板上得到痕跡B。又將木板再向遠離槽口平移距離x,小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,再得到痕跡C。若測得木板每次移動距離x=10.00cm,A、B間距離y1=4.78cm,B、C間距離y2=14.82cm。g取9.8m/s2。 (1)根據(jù)以上直接測量的物理量得小球初速度v0=__________(用題中所給字母表示)。 (2)小球初速度的測量值為________m/s。 【解析】由于每次移動距離x=10.00cm,所以小球從打A點到打B點與從打B點到打C點的時間相同,設(shè)此時間為t。由于y2-y1=gt2,且y1=4.78cm、y2=14.82cm,g=9.8m/s2,所以t=y2-y1g≈0.1s,故小球初速度v0=xt=xgy2-y1≈1.00m/s。 答案:(1)xgy2-y1　(2)1.00 2.(2014安徽高考)圖甲是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖,通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。 (1)以下是實驗過程中的一些做法,其中合理的有___________。 a.安裝斜槽軌道,使其末端保持水平 b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇 c.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放 d.為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接 (2)實驗得到平拋小球的運動軌跡,在軌跡上取一些點,以平拋起點O為坐標(biāo)原點,測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,圖乙中圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是________。 (3)圖丙是某同學(xué)根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡,O為平拋的起點,在軌跡上任取三點A、B、C,測得A、B兩點豎直坐標(biāo)y1為5.0cm、y2為45.0cm,A、B兩點水平間距Δx為40.0cm。則平拋小球的初速度v0為________m/s,若C點的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm,則小球在C點的速度vC為________m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g取10m/s2) 【解析】(1)要保證小球從斜槽末端水平拋出,則斜槽末端必須水平;要保證小球每次拋出的初速度都相同,則小球必須從同一高度由靜止釋放,故選項a、c符合要求,b不合理。平拋運動的軌跡應(yīng)為平滑曲線,故選項d不合理。 (2)由平拋運動可得, 豎直方向:y=12gt2 水平方向:x=v0t, 則y=12gv02x2,即y∝x2 故選項c正確。 (3)根據(jù)圖線數(shù)據(jù),利用運動規(guī)律分析,由平拋運動可得 y1=12gt12 y2=12gt22 解得t1=0.1s,t2=0.3s 故初速度v0=Δxt2-t1=2.0m/s C點在豎直方向的分速度vy2=2gy3 則C點的速度vC=v02+vy2=4.0m/s 答案:(1)a、c　(2)c　(3)2.0　4.0