08研究平抛物体的运动高考冲刺100天力学实验精准突破解析版.docx
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08研究平抛物体的运动高考冲刺100天力学实验精准突破解析版
08研究平抛物体的运动-高考冲刺100天力学实验精准突破
1．在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从______位置上滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中a、b、c、d所示。
B．按图甲安装好器材，注意斜槽末端水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上；
（2）上述实验步骤的合理顺序是______；
（3）已知图乙中小方格的边长L=1.25cm，则小球平抛的初速度为v0=______（用L、g表示），其值是_____（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率为______。
【答案】:
同一BAC2
0.7m/s2m/s
【解析】：
A.实验时让小球多次从同一位置上滚下；
（2）实验时要先安装仪器，再进行实验测量，最后处理数据，则上述实验步骤的合理顺序是BAC；
（3）根据
可得
则
代入数据可知
v0=0.7m/s
[5]小球在ｂ点的竖直速度
在ｂ点的速率
2．在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从______位置上滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中a、b、c、d所示；
B．安装好器材，注意斜槽末端____，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线；
C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。
（2）上述实验步骤的合理顺序是_______。
（3）已知图中小方格的边长L＝10cm，则小球平抛的初速度为v0＝___________（用L、g表示），其值是_____（取g＝10m/s2），小球在ｂ点的速率_______。
【答案】：
同一切线水平BAC
2m/s2.5m/s
【解析】：
（1）A.实验时让小球多次从同一位置上滚下；
B．安装好器材，注意斜槽末端切线水平；
（2）实验时要先安装仪器，然后进行测量，最后处理数据，则上述实验步骤的合理顺序是BAC。
（3）根据
可得
则
代入数据可知
v0=2m/s
小球在ｂ点的竖直速度
在ｂ点的速率
3．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：
在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。
（1）他观察到的现象是：
小球A、B_______（填“同时”或“先后”）落地；
（2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间_______（填“变长”“不变”“变短”）；上述现象说明：
平抛运动的竖直分运动是_______运动。
（3）小明同学得到的轨道如图所示，其中O点为平抛运动的起点，根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0=_______m/s，（g=9.8m/s2）
【答案】：
同时不变自由落体1.6
【解析】：
（1）他观察到的现象是：
小球A、B同时落地；
（2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间不变；
上述现象说明：
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
（3）根据
解得，小球平抛的初速度
4．
（1）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中
①下列器材中必须要用到的是______
A．
B．
C．
D．
②如图是某同学四次测量操作的照片，其中操作最为合理的是______。
A．
B．
C．
D．
（2）某实验小组做“探究平抛运动的特点”实验。
①如图甲所示用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落，通过______（选填“眼睛看”或“耳朵听”）方式比较它们落地时刻的先后更加合适。
②如图乙所示，关于本实验操作时的一些做法，正确的是______（单选）
A．挡板N的高度必须等间距变化
B．斜槽M必须是光滑的，以消除摩擦力的影响
C．将斜槽M的末端调成水平，每次从同一位置释放小球
D．在装置的背板上固定复写纸和白纸，白纸覆盖在复写纸上面
【答案】：
BCDB耳朵听C
【解析】：
（1）①在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中需要用到刻度尺、弹簧测力计、橡皮筋和细绳套，不需要打点计时器，故选BCD。
②在拉橡皮筋时要使细绳套沿弹簧测力计轴线方向，两细绳套夹角不要太小也不要太大，故选B。
（2）①A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，耳朵听到一个落地的声音，说明两球同时落地，则用“耳朵听”来判断两球落地时刻的先后，比用“眼睛看”要敏锐得多。
②A．档板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故A错误；
BC．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，同时要让小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，故B错误，C正确；
D．在装置的背板上固定复写纸和白纸，复写纸覆盖在白纸上面，故D错误。
故选C。
5．物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，它的理论结构以数学为工作语言，以实验为检验理论正确性的唯一标准。
作为自然科学的带头学科，物理学的研究运用了许许多多重要的思想方法。
（1）万丈高楼起于平地，高端实验也是方法为先。
请回答下列三幅图片对应的三个物理实验所用到的思想方法，可供选择的选项有：
A．外推法B．对比实验法C．微小放大法D．等效替代法E．控制变量法
①探究加速度与力、质量的关系______；
②探究力的合成的方法______；
③研究平抛运动的竖直分运动______。
（2）科学的实验结论，重在实验数据的获取与科学分析，而测量数据难免有误差，请结合用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，判断下列选项正确的有______。
A．测量各相邻计数点间的距离，应该用最小刻度为毫米的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到各相邻计数点间距离的数值
B．逐次测出各相邻计数点间的距离，这样便于记录
C．要减小系统误差就得多次测量取平均值
D．实验测量时，绝对误差大，相对误差不一定大
【答案】：
EDBAD
【解析】：
（1）探究加速度与力、质量的关系，利用的是控制变量法，力不变研究加速度和质量的关系，质量不变，研究加速度和力的关系，即选E。
探究力的合成的方法，合力与分力的作用效果相同，两次实验中拉力的作用效果应相同，实验采用了等效替代法，即选D。
研究平抛运动的竖直分运动，平抛运动的在竖直方向的分运动，类比于自由落体的运动，即选B。
（2）A．测量各相邻计数点间的距离，应该用最小刻度为毫米的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到各相邻计数点间距离的数值，A正确；
B．测量每相邻两计数点间距离时，不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与0计数点的距离，然后逐一相减，得出每两个计数点间距离的数值，避免测量误差的积累，B错误；
C．要减小偶然误差可以多次测量取平均值，要减小系统误差有对仪器装置进行调整和检定等方法，C错误；
D．根据
，可知，如果实验测量时，绝对误差大，相对误差不一定大，D正确，故选AD。
6．在“研究平抛运动”的实验中，记录了小球在运动中的4个位置，如图所示，
（1）已知图中小方格的边长L=1.25cm，则小球平抛的初速度为v0=________（用L、g表示），其值是________；（取g=9.8m/s2）
（2）b点的速度vb=________。
（用L、g表示）
【答案】：
2
0.7m/s
【解析】：
（1）由Δy=gT2得相邻两点之间的时间间隔
T=
所以小球的初速度
v0=
代入数据得
v0=0.7m/s
（2）b点的竖直方向的速度
vby=
由
vb=
得
vb=
7．某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。
（1）下列实验操作合理的有___________。
A．用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，应用眼睛看A、B两球是否同时落地
B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C．若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时，不需要每次从斜槽上同一位置静止释放钢球
（2）该小组利用图乙装置，记录了钢球所经过的A、B、C三个位置，如图丙所示。
图中每格的边长为L，重力加速度为g。
①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间___________（选填“相等”或“不相等”）；
②钢球从A运动到B的时间为___________（用L、g表示）；
③钢球做平抛运动的初速度为___________（用L、g表示）。
【答案】：
BC相等
【解析】：
（1）A．选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，故A错误；
B．小球做平抛运动在竖直平面内，图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，故B正确；
C．若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平，故C正确；
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故D错误。
故选BC。
（2）①钢球从A运动到B和从B运动到C的水平位移相同，所以时间相等；
②在竖直方向上，根据
得，从A运动到B的时间为
；
③钢球平抛运动的初速度
。
8．采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。
（1）实验时需要下列哪个器材_________。
A．弹簧秤B．重锤线C．打点计时器
（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
下列的一些操作要求，正确的是_________。
A．每次必须由同一位置静止释放小球
B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．记录的点应适当多一些
【答案】：
BACD
【解析】：
（1）该实验需要用重锤线确定竖直方向，画出
坐标轴，取斜槽末端小球球心的位置为坐标原点，过坐标原点画
轴垂线，作出
轴，这样建立平面直角坐标系，研究平抛运动规律，该过程没有用到弹簧秤、打点计时器，故选B。
（2）A．每次必须由同一位置静止释放小球，这样才能保证小球离开斜槽末端速度相同，对应的才是同一个平抛运动，故A正确；
B．每次不必等距离下降记录小球位置，故B错误；
C．为保证小球运动过程中只受重力作用，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，故C正确；
D．记录的点应适当多一些，这样用描点法画得轨迹会更接近真实的运动轨迹，故D正确，故选ACD。
9．某同学使用图甲所示装置进行“研究平抛物体的运动”验，请根据该实验的原理的操作方法回答如下问题：
（1）下列对实验操作的描述中，正确的有（________）
A．此实验中重垂线用于确定挡板是否竖直，同时确定在白纸上建立直角坐标的竖直方向，才能确定水平方向；
B．在安装实验装置的过程中，发现斜槽末端的切线不是水平的，此时应通过调节装置底座上的调节螺栓来将斜槽末端调整水平；
C．为更好地反映真实运动，应尽量减小钢球与倾斜滑槽间的摩擦：
D．用平滑的曲线将白纸上打出的各点连接起来就得到小球的平抛轨迹。
（2）图乙所示为实验中用方格坐标纸记录了小球的运动轨迹，A、B、C和D为轨迹上的四点，小方格的边长为L，当地重力加速度为g，则小球做平抛运动的起点到C点的时间t=___________，经C点时速度大小为vC=___________。
【答案】：
AD
【解析】：
（1）A．此实验中重垂线用于确定挡板是否竖直，同时确定在白纸上建立直角坐标的竖直方向，才能确定水平方向，选项A正确；
B．装置底座上的调节螺栓是用来调节中垂线是否竖直的，不是调节斜槽的；斜槽末端的切线不是水平的，直接调节斜槽水平即可，选项B错误；
C．钢球与倾斜滑槽间的摩擦对实验无影响，选项C错误；
D．用平滑的曲线将白纸上打出的各点连接起来就得到小球的平抛轨迹，选项D正确。
故选AD。
（2）根据
可得
则C点的竖直速度
小球做平抛运动的起点到C点的时间
水平速度
经C点时速度大小为
10．某实验小组利用如图所示装置研究平抛运动。
（1）让小球从斜槽上滚下，并从槽口抛出。
通过多次实验，在竖直的坐标纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连接起来，得到小球做平抛运动的轨迹。
下列操作要求正确的有___________。
A．应通过调节使斜槽末端保持水平
B.每次应在同一位置释放小球
C.每次必须由静止开始释放小球
D.必须用光滑小球做此实验
（2）通过正确操作，在坐标纸上得到小球做平抛运动的轨迹，选取轨迹上的一点，测量对应的水平、竖直坐标分别为x、y，若重力加速度为g，则小球平抛的初速度v0=___________。
为了依据轨迹较准确得出小球平抛的初速度，请你提出减小误差的一种方法___________。
【答案】：
ABC
选取轨迹上的坐标点离原点尽量远些（或选取轨迹上多个点取速度的平均值等）
【解析】：
（1）A．应通过调节使斜槽末端保持水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；
BC.每次应在同一位置由静止开始释放小球，以保证初速度相同，选项BC正确；
D.小球是否光滑对实验无影响，选项D错误；
故选ABC。
（2）水平方向
竖直方向
解得
减小误差的方法：
选取轨迹上的坐标点离原点尽量远些（或选取轨迹上多个点取速度的平均值等）。
11．如图（a）“是研究平抛运动”的实验装置图，（b）是实验后在白纸上作的图计算小球平抛初速度的公式为vo=______，（用y，x，g表示）根据图（b）给出的数据，可计算出vo=____m/s。
（取g=9.8m/s2）
【答案】：
1.6
【解析】：
小球做平抛运动，则
解得
将x=32.0cm，y=19.6cm带入解得
v0=1.6m/s
12．某学习小组利用斜槽平抛小球来研究平抛物体的运动规律。
（1）下列哪些因素会导致实验误差增大________。
A．小球与竖直固定的坐标纸有摩擦
B．小球与斜槽轨道之间有摩擦
C．计算初速度时所选的点距抛出点较远
D．斜槽末端的水平部分没有保持水平
（2）将实验装置和器材按正确方法安装、调整完成后，该学习小组采用频闪照相的方法，在坐标纸上留下O、1、2、3、4……多个小球的影像，其中O恰好为抛出点．已知照相机的闪光频率为20Hz（即每1秒闪光20次），描绘得到小球的运动轨迹如图所示，通过对坐标纸上1-4四个点进行测量，得到各点到O点的水平距离x和竖直距离y的数据如下表所示，通过分析可知小球在水平方向上做匀速直线运动，计算可得小球抛出时的初速度大小等于________m/s，分析可知小球在竖直方向上做匀加速直线运动，计算可得当地的重力加速度测量值等于________
，小球通过第2点时速度大小为________m/s。
（空气阻力可忽略不计，计算结果保留两位有效数字）
位置
x/cm
y/cm
1
5.00
1.25
2
10.00
5.00
3
15.00
11.25
4
20.00
20.00
【答案】：
AD1.0101.4
【解析】：
（1）A．小球与竖直固定的坐标纸有摩擦，小球将不再做平抛运动，A正确；
B．小球与斜槽轨道之间有摩擦，不影响小球的平抛运动，B错误；
C．计算初速度时所选的点距抛出点较远，有利于减小实验误差，C错误；
D．斜槽末端的水平部分没有保持水平，小球不能做平抛运动，D正确。
故选AD。
（2）根据匀速直线运动的规律得
根据加速度公式得得
小球通过第2点时竖直分速度大小为
小球通过第2点时速度大小为
13．学生在做“研究平抛运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
（1）已备有如下器材：
A．白纸，B．图钉，C．方木板，D．斜槽轨道，E．小球，F．秒表，G．重锤线，H．刻度尺，I．有孔直角卡片。
上述器材中不需要的是___________（填器材名称前的字母）
（2）为了得到较准确的运动轨迹，在下面的操作要点中你认为正确的是___________
A．通过调节使斜槽轨道的末端水平；
B．为减小实验误差，应使小球每次从斜槽轨道上不同位置滚下，最后取平均值；
C．为消除轨道摩擦力的影响，应使斜槽轨道的末端倾斜，直到小球能在轨道的末端匀速运动以平衡摩擦力；
D．小球每次必须从斜槽上的同一位置静止释放。
（3）某同学在实验中得到如图所示的曲线，该曲线是平抛运动轨迹中间的一部分，x轴和y轴分别表示水平方向和竖直方向，则该物体平抛运动的初速度为___________m/s，小球抛出点的位置在图中坐标系中的坐标为___________。
【答案】：
FAD1（-5cm，-1.25cm）
【解析】：
（1）实验过程中，小球做平抛运动，在白纸上找出小球运动轨迹上的多个点，然后根据小球运动轨迹上的点作出小球的运动轨迹即可，实验过程不需要测量小球的运动时间，因此该实验不需要秒表，即不需要的实验器材是F；
（2）A．为了描绘平抛运动轨迹，必须调节斜槽轨道末端水平，让小球做平抛运动，A正确；
B．为减小实验误差，应使小球每次从斜槽轨道上同一位置滚下，B错误；
C．只要小球每次从斜槽轨道上同一位置滚下，不需要消除轨道摩擦力的影响，C错误；
D．小球每次必须从斜槽上的同一位置静止释放，才能描绘出小球真实的运动轨迹，D正确，故选AD。
（3）根据
得
该物体平抛运动的初速度为
小球在x=10cm处的竖直分速度为
抛出点到该点的时间为
抛出点到该点的水平距离为
抛出点到该点的竖直距离为
抛出点的横坐标为
抛出点的纵坐标为
14．
（1）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。
（2）在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作不合理的是（________）
A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B．选用装置2要获得稳定的细水柱显示平抛轨迹，竖直管上端A一定要高于水面
C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放
D．选用装置3要通过调节使斜槽的末端保持水平
【答案】：
101.52.5B
【解析】：
（1）①根据
得
照相机的闪光频率
小球运动中水平分速度
③B点竖直方向上分速度等于AC段竖直方向上的平均速度，则
B点的速度
（2）A.选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地，故A正确；
B.装置图2中A管内与大气相通，如果A管在水面下可以保证A管上出口处的压强为大气压强，因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。
如果A管上出口在水面上则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小，要保证出水速度稳定，要使A的管口在水面以下，故B错误；
C.选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C正确；
D.选用装置3时斜槽末端一定水平，否则小球不是平抛运动，故D正确。
本题选不合理的，故选B。
15．如图，在“探究平抛运动的特点”实验中：
（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是______；
A．弹簧测力计B．铅垂线C．打点计时器D．天平
（2）实验过程中，应使小球每次从斜槽上______（选填“相同”或“不同”）的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验______（选填“有”或“没有”）影响；
（3）小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为3.2cm的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则照相机两次闪光的时间间隔T=______s，小球被抛出时的水平速度v0=______m/s，小球经过B点的速度大小vB=______m/s（结果可保留根式）。
【答案】：
B相同没有0.081.6
【解析】：
（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线
故选B；
（2）为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放，即有相同的高度，对于斜槽导轨对小球是否有摩擦力，对实验结果没有影响，只要能平抛即可；
（3）在竖直方向上，根据
得闪光的间隔
平抛运动的初速度
B点的竖直分速度
根据平行四边形定则知，B点的速度
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