- 实验:研究平抛运动
- 共175题
在做“研究平抛物体的运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹.
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:______.
A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平
B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C.每次必须由静止释放小球,而释放小球的位置可以不同
D.将球的位置标在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线.
(2)某学生在做该实验时,只在白纸上画出与初速度平行的OX轴,忘了画坐标原点O和OY轴,并且他只画出中间的一部分轨迹如图,可以仅用一副三角板算出小球的初速度v0.
①在图中作出与计算相关的图线,并标出对应物理量的符号;
②用上面的物理量符号写出计算初速度v0的表达式为:v0=______.
正确答案
(1)A、为保证小球做平抛运动,斜槽的末端必须水平.故A正确.
B、斜槽轨道不一定要光滑.故B错误.
C、为了保证初速度相同,则小球由静止释放的位置需相同.故C错误.
D、画小球平抛运动的轨迹时,用平滑曲线,不能用折线.故D错误.
故选A.
(2)测量出连续相等的水平位移S,以及对应的竖直位移h1、h2.如图
根据h2-h1=gT2得,T=.
则初速度v0==S
.
故答案为:(1)A
(2)如右图 S.
如图所示,放置在竖直平面内的光滑曲线轨道OA足够长,它是按照从坐标原点O处以初速度v0作平抛运动的轨迹制成的.现将一小球套于其上,从O点由静止开始沿轨道下滑.已知重力加速度为g,则小球的速度v与水平方向的位移x关系是v=______,小球速度的水平分量vx与x的关系是vx=______.
正确答案
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,x=v0t,则h=gt2=
g
.
根据动能定理得,mgh=mv2-0
则v=.
则水平方向上的分速度vx=vcosθ
cosθ=
则vx=.
故答案为:
某同学采用圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置如图甲所示.实验时,先调整轨道末端B的切线水平,然后让质量m=0.1kg的小球(视为质点)从轨道顶端的A点由静止释放.图乙是小球做平抛运动的频闪照片,照片中每个正方形小格的边长代表的实际长度为4.85cm.已知闪光频率是10Hz.则:
(1)当地的重力加速度g=______m/s2;
(2)小球在轨道末端B点的速度v=______m/s(两问均保留2位有效数字).
正确答案
(1)T==0.1s
在竖直方向上有:△h=gT2,其中△h=(5-3)l=2l=9.70cm,代入求得:g==
m/s2=9.7m/s2(2)水平方向:x=v0t,其中x=4l=19.4cm,故v0=
=
m/s=1.9m/s
故答案为:(1)9.7; (2)1.9
在研究平抛运动的实验中,操作正确的有______________。
A.通过调节使斜槽末端保持倾斜
B.每次释放小球的位置必须不同
C.记录小球的位置用的凹槽每次必须等距下落
D.用桌子边缘的重垂线确定纵坐标
正确答案
D
小张同学采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验.
(1)请将下列主要实验步骤补充完整:
A.让小球多次从______位置开始运动,记下小球运动过程中经过的一系列位置.
B.安装器材,使斜槽末端切线______,记下平抛起点O点和过O点的竖直线.
C.测出曲线上某点的坐标x、y,用公式计算出平抛的初速度.
D.取下记录纸,以平抛的起点O为原点,以过O点的竖直线为纵轴建立坐标系,用平滑曲线描绘出小球运动轨迹.
(2)上述实验步骤的合理顺序是______.
(3)他在得到的小球运动轨迹上,选取了横坐标x=10.00cm,纵坐标y=4.90cm的点,据此计算出小球运动的初速度为______m/s.(取g=9.80m/s2)
正确答案
(1)为了小球平抛运动的初速度相等,则让小球多次从斜槽的同一位置由静止释放.
为了保证小球初速度水平,让斜槽末端切线方向水平.
(2)实验时先安装器材,然后进行实验,最后进行数据处理,实验顺序为:BADC.
(3)根据y=gt2得,t=
=
s=0.1s.
则小球的初速度v0==
m/s=1.00m/s.
故答案为:(1)同一 水平
(2)BADC
(3)1.00
如图所示,是利用闪光照相研究平抛运动的示意图,其闪光频率为10Hz.小球A沿斜槽滚下后从斜槽边缘水平抛出,当它离开斜槽边缘的同时小球B自由下落,照片中记录了B球的四个闪光时刻的位置,两球恰好在位置4相碰,由此说明A球的竖直方向做______运动,A球离开斜槽边缘的速度为______m/s.(g取10m/s2)
正确答案
两球恰好在位置4相碰,说明A球竖直方向的运动与B球相同,即A球竖直方向做自由落体运动,
相邻两个球间的时间间隔T==
=0.1s
两球相遇经历的时间等于B球自由落体运动的时间,t=3T=0.3s.
因为水平方向上做匀速直线运动,有x=v0t.
则初速度为:v0==
=1m/s
故答案为:自由落体,1
图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为5厘米,如果取重力加速度g=10米/秒2,那么:
(1)照片的闪光频率为______Hz.
(2)小球做平抛运动的初速度的大小为______ 米/秒.
正确答案
(1)根据△y=2L=gT2得,T==
s=0.1s,则闪光频率f=
=10Hz.
(2)小球平抛运动的初速度v0==
m/s=1.5m/s.
故答案为:(1)10;(2)1.5
在“研究平抛物体的运动”的实验中
(1)让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:______.
a.斜槽必须光滑
b.通过调节使斜槽的末端保持水平
c.每次释放小球的位置必须相同
d.每次必须由静止释放小球
e.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格的等距离下降
f.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
g.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)某同学只记录了A、B、C三点,各点的坐标如图所示,则物体运动的初速度为______m/s (g=10m/s2).
(3)开始做平抛运动的初始位置的坐标为 x=______.y=______cm.
(4)小球运动到B点的速度为______m/s.
正确答案
(1)a、该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平,因此要求小球从同一位置静止释放,至于是否光滑没有影响,故a错误;
b、只有斜槽的末端保持水平,小球才具有水平初速度,其运动才是平抛运动,故b正确;
c、为了保证轨迹相同,要求小球以相同的初速度平抛,因此每次由静止在同一位置释放小球,故c正确;
d、每次由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度,故d正确;
e、记录小球位置用的凹槽,不一定每次都严格的等距离下降,故e错误;
f、如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动轨迹,使其不是平抛运动,故f错误;
g、将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑曲线将各点相连,不能连成折线,故g错误.
故选bcd.
(2)从坐标中可看出从A→B→C的水平位移一样,都为△x=10cm,说明各段的时间相等,设为T,可知:△x=v0T;
分析A→B→C的竖直位移依次相差△h=10cm,由匀变速直线运动的规律得:△h=gT2,
所以:T==0.1s,v0=△x
=1.0m/s,
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得B的竖直速度:
因此:vBy==
=2m/s
因此从开始抛出到B点的时间为:t==0.2s.
故从开始到O点的时间为:△t=0.2s-0.1s=0.1s.
因此从抛出到a点的水平位移:x=v0△t=1.0×0.1 m=0.1m=10cm
竖直位移为:h=g(△t)2=5cm
根据速度的合成有:vB==
m/s.
故答案为:1,10,-5,.
在研究平抛运动的实验中,用一张有小方格的纸记录小球的运动轨迹,小方格的边长L=1.25cm.将小方格纸置于如图所示的坐标系中.图中的a、b、c三点是小球运动轨迹上的几个位置.(g取10m/s2)
(1)小球的初速度为______ m/s
(2)小球抛出点的位置坐标为______
(3)物体经过点b时竖直速度为______ m/s.
正确答案
从小方格的纸记录轨迹可看出从a→b→c的水平位移一样,都为3L,说明各段的时间相等,设为T,可知:
3L=v0T,
分析a→b→c的竖直位移相差2L,由匀变速直线运动的规律得:2L=gT2,解得:T==0.05s
联立可求出初速度v0=3L=3
=
=0.75m/s
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得b的竖直速度:vby==
=1m/s
因此从开始抛出到b点的时间为:t==0.1s
故从开始到a点的时间为:△t=0.1s-0.05s=0.05s.
因此从抛出到a点的水平位移:x=v0△t=0.75×0.05 m=0.0375m=3.75cm
所以抛出点的横坐标为:4×1.25-3.75=1.25cm
竖直位移为:h=g(△t)2=
×10×(0.05)2m=1.25cm
所以抛出点的纵坐标为:2×1.25-1.75=1.25cm
所以抛出点的坐标为(1.25cm,1.25cm)
故答案为:(1)0.75; (2)(1.25cm,1.25cm)(3)1m/s
某同学在做平抛物体的运动实验时,由于忘记记下斜槽末端的位置O,只画出了小球的一段运动轨迹,A为物体运动一段时间后的位置,根据下图所示图象,求出物体平抛初速度为(g取10m/s2)______
A.1.0m/s B.10m/s C.2.0m/s D.20m/s.
正确答案
由于物体在竖直方向做自由落体运动,故在竖直方向有△h=gT2,由图可知△h=h2-h1=(40cm-15cm)-15cm=10cm=0.1m将△h=0.1m,g=10m/s2带入△h=gT2解得T=0.1s.
物体在水平方向做匀速直线运动故s=v0T,将s=20cm=0.2m带入解得v0==2m/s.
所以物体做平抛运动的初速度为2m/s,故ABD错误,C正确.
故选C.
扫码查看完整答案与解析