- 实验:研究平抛运动
- 共175题
如图,在实验中画出的平抛运动轨迹上任取水平距离均为ΔS的三点A.B.C,ΔS=10.00cm,这三点的竖直之间的距离分别为S1=4.78cm,S2=14.58cm.(重力加速度g=9.80m/s2)根据以上信息求:
(1)计算小球初速度v0的表达式为 (用题中所给字母表示);
(2)小球初速度的测量值 m/s。
正确答案
(1)
(2)1.00
1)在“研究平抛物体的运动”实验的装置如图1所示,下列说法正确的是______.
A.将斜槽的末端切线调成水平
B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C.斜槽轨道必须光滑
D.每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
2)如图2所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo=______(用L、g表示),其值是______m/s(取g=10m/s2).
正确答案
(1)实验中必须保证小球做平抛运动,而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用.所以斜槽轨道必须要水平,至于是否光滑没有影响,只要能抛出就行.为确保有相同的水平初速度,所以要求从同一位置无初速度释放,并不是超高越好.因此能减小实验误差的措施是AB选项;
故选AB.
(2)a、b、c、d是平抛运动轨迹上的点,平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动
由水平位移可知:四个点时间间隔相等.
竖直方向:自由落体运动,因时间相等,由△h=gt2可得:t==
=
水平方向:匀速运动,则v0==
=2
=2
m/s=1.0m/s
故答案为:2;1.0m/s
在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度大小为v0=______________m/s,抛出点距离a点的竖直高度为______________m。(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
正确答案
1,3.1×10一3
如图为球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中方格的边长为5cm,如果取g=10m/s2,那么
(1)闪光的时间间隔是______s;
(2)小球运动的水平分速度为______m/s;
(3)小球经过B点时速度的大小为______m/s.
正确答案
(1)在竖直方向上有:△h=gT2,其中△h=(5-3)×5cm=10cm,代入求得:T==
=0.1s,
因此闪光频率为:f==10Hz.
(2)水平方向匀速运动,有:s=v0t,其中s=3l=15cm,t=T=0.1s,
代入解得:v0==
=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==
=
=2m/s
因此,B点的速度为:
v==
m/s=2.5m/s
故答案为:(1)10;(2)1.5;(3)2.5.
在研究平抛运动的实验中,让小球多次从斜槽上滚下,在白纸上依次记下小球的位置,某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示,从图中明显地看出:
(1)甲的实验错误:______ (2)乙的实验错误______.
正确答案
在探究实验中,让小球多次无初速度释放,从而能记下小球位置.从题中甲的记录纸可看出小球偏向上抛出,说明斜槽末端偏向上,所以不是平抛运动.而乙记录纸上却是不在同一根轨迹上,说明在多次释放小球时没有满足同一位置,所以导致这现象出现.
故答案为:(1)斜槽底部不水平;(2)释放小球的高度不同.
如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向,已知该平面内沿x
轴负方向足够大的区域存在匀强电场,现有一个质量为0.5kg,带电荷量为2.5×10-4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中Q点,不计空气阻力,g取10m/s2.
(1)指出小球带何种电荷;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.
正确答案
(1)由图看出,小球沿x轴方向的位移向右,匀强电场方向沿x轴负方向,所以小球带负电.
(2)y方向:y=gt2
x方向x=•
t2
x,y坐标为x=1.6m,y=3.2m
解得E=104N/C
(3)因落回用时与上升相等,
故落回x'=4x=6.4m
则W电=E•q•x'=16J
电势能减少16J
答:(1)小球带负电;
(2)匀强电场的电场强度大小为104N/C;
(3)小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能减少了16J.
(1)平抛物体运动的实验在安装实验装置过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是:______
A.保证小球运动的轨道是一条抛物线
B.保证小球在空中运动的时间每次都相等
C.保证小球飞出时,初速度是水平的
D.保证小球飞出时,速度既不太大也不太小
(2)下列哪些因素会使平抛运动实验中的误差增大______
A.球与斜槽之间有摩擦
B.安装斜槽时其末端不水平
C.坐标原点不是平抛的起点
D.计算初速度时在曲线上取的点距坐标原点太近
(3)如图是小球的平抛运动的闪光照片,图中每个小格的长度都是1.25cm,则闪光的时间间隔为:______小球的平抛初速度是______m/s,小球经过A点时的竖直方向的速度是______m/s.(g=10m/s2)
正确答案
(1)研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞出时小球才做平抛运动,故C正确.
故选:C.
(2)A、只要小球从同一高度、无初速开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,由于每次摩擦力的影响相同,因此仍能保证球做平抛运动的初速度相同,对实验没有影响,故A错误;
B、安装斜槽末端不水平,则初速度不水平,使得小球的运动不是平抛运动,使得实验的误差增大,故B正确;
C、建立坐标系时,因为实际的坐标原点为小球在末端时球心在白纸上的投影,以斜槽末端端口位置为坐标原点,使得测量误差增大,故C正确;
D、根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远,可以减小偶然误差,故D错误.
故选:BC.
(3)根据匀变速直线运动的推论:△y=gT2
T==
=0.05s
水平方向:v0==0.75m/s;
中间点竖直方向分速度是:vy==0.5m/s
则小球经过A点时的竖直方向的速度是v′=0.5+10×0.05=1m/s;
故答案为:(1)C;(2)BC;(3)0.05s;0.75;1.
某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,A为物体运动一段时间后的位置,根据下图所示,求出物体做平抛运动的初速度为______________。(g取10 m/s2)。
正确答案
2.0m/s
一质点做平抛运动,部分轨迹如图所示,ABC三点为质点在轨迹上的连续三个闪光照像的位置,每个小正方格的边长为10cm,若本地的重力加速度g=10m/s2,求质点做平抛运动的水平初速度v0的大小.
正确答案
设相机每次闪光时间间隔为T
由图中看出:
yAB=3×0.1=0.3m:yBC=5×0.1=0.5m
xAB=xBC=3×0.1m=0.3m
竖直方向有:yBC=yAB=gT2
水平方向有:xAB=v0T
∴v0=xAB×=1.5
m/s≈2.1m/s
答:质点做平抛运动的水平初速度v0的大小为2.1m/s
在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸来记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛初速度的为V0=______m/s(g=10m/s2),到达b点时的瞬时速度大小为Vb=______m/s(保留两位有效数字)
正确答案
在竖直方向上有:△y=gT2,解得T==
s=0.05s
则v0==
0.5m/s
vyb==
m/s=0.5m/s
所以到达b点时的瞬时速度大小v==0.71m/s.
故答案为:0.50,0.71.
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