作業(yè)8實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)[分值：60分]1題6分，2題8分，3題9分，4、5題每題12分，6題13分，共60分1.(6分)(2024·河北卷)圖甲為探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標(biāo)紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標(biāo)紙上留下印跡。某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖乙所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對應(yīng)平拋起點(diǎn)。(1)(2分)每次由靜止釋放鋼球時(shí)，鋼球在斜槽上的高度(填“相同”或“不同”)。

(2)(2分)在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。(3)(2分)根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為m/s(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字)。

2.(8分)(2023·無錫市高一期末)某學(xué)習(xí)小組用圖甲和圖乙所示的裝置“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”。(1)(2分)下列實(shí)驗(yàn)操作不合理的有。

A.用圖甲裝置研究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察A、B兩球是否同時(shí)落地B.圖乙裝置中的背板必須處于豎直面內(nèi)，固定時(shí)可用鉛垂線檢查背板是否豎直C.若將小球放在圖乙裝置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持靜止，則說明斜槽末端水平D.用圖乙裝置多次實(shí)驗(yàn)以獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡時(shí)，可以從斜槽上任意不同位置靜止釋放鋼球(2)(6分)該小組利用圖乙裝置，記錄了鋼球經(jīng)過的A、B、C三個(gè)位置，如圖丙所示。圖中每個(gè)方格的邊長為L，重力加速度為g。①鋼球從A運(yùn)動(dòng)到B和從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間(選填“相等”或“不相等”)；②鋼球從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為(用L、g表示)；③鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為(用L、g表示)。3.(9分)(2021·全國乙卷)某同學(xué)利用圖(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖(b)所示(圖中未包括小球剛離開軌道的影像)。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長為5cm。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標(biāo)出。完成下列填空：(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(1)(6分)小球運(yùn)動(dòng)到圖(b)中位置A時(shí)，其速度的水平分量大小為m/s，豎直分量大小為m/s；

(2)(3分)根據(jù)圖(b)中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s2。

4.(12分)(2024·湖北省高一期末)某物理興趣小組在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，將小球做平拋運(yùn)動(dòng)，用頻閃照相機(jī)對準(zhǔn)方格背景照相，拍攝到了如圖所示的照片，已知每個(gè)小方格邊長為9.8cm，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2。(1)(3分)若以拍攝的第“1”點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右和豎直向下為平面直角坐標(biāo)系的正方向，則沒有被拍攝到的小球(在圖中沒有方格的區(qū)域內(nèi))位置“4”坐標(biāo)為[用圖中格數(shù)表示坐標(biāo)，比如圖中標(biāo)記為“2”的小球坐標(biāo)為：(2，1)]；

(2)(3分)該照相機(jī)的頻閃頻率為Hz；

(3)(3分)小球平拋的初速度大小為m/s；

(4)(3分)“1”點(diǎn)(填“是”或“不是”)拋出點(diǎn)。

5.(12分)某實(shí)驗(yàn)小組用頻閃照相的方法研究平拋運(yùn)動(dòng)。該組同學(xué)得到小球運(yùn)動(dòng)過程中O、a、b、c四個(gè)點(diǎn)，以O(shè)為原點(diǎn)，以水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，其他點(diǎn)的坐標(biāo)位置如圖所示，不計(jì)空氣阻力。根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)可知(g=10m/s2)：(1)(4分)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為m/s；

(2)(4分)小球過b點(diǎn)的速度為m/s；

(3)(4分)小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為。

6.(13分)(2023·浙江6月選考)在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中(1)(4分)用圖甲裝置進(jìn)行探究，下列說法正確的是。

A.只能探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)B.需改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)C.能同時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)水平、豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(2)(4分)用圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。

A.斜槽軌道M必須光滑且其末端水平B.上下調(diào)節(jié)擋板N時(shí)必須每次等間距移動(dòng)C.小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下(3)(5分)用圖丙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，豎直擋板上附有復(fù)寫紙和白紙，可以記下鋼球撞擊擋板時(shí)的點(diǎn)跡。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直擋板初始位置緊靠斜槽末端，鋼球從斜槽上P點(diǎn)靜止?jié)L下，撞擊擋板留下點(diǎn)跡0，將擋板依次水平向右移動(dòng)x，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，擋板上留下點(diǎn)跡1、2、3、4。以點(diǎn)跡0為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下建立坐標(biāo)軸y，各點(diǎn)跡坐標(biāo)值分別為y1、y2、y3、y4。重力加速度為g。測得鋼球直徑為d，則鋼球平拋初速度v0為。A.(x+d2)g2yC.(3x-d2)g2y

答案精析1.(1)相同(2)見解析圖(3)0.70(0.68、0.69、0.71、0.72均可)解析(1)為保證鋼球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置靜止釋放，故釋放鋼球時(shí)高度相同。(2)描點(diǎn)連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示(3)因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，為方便計(jì)算，在圖線上找到較遠(yuǎn)的點(diǎn)，在圖線上找到y(tǒng)坐標(biāo)為20.0cm的點(diǎn)為研究位置，該點(diǎn)坐標(biāo)為14.1cm，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律x=v0t，y=12gt解得v0≈0.70m/s。2.(1)D(2)①相等②2Lg解析(1)用題圖甲裝置研究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察A、B兩球是否同時(shí)落地，若同時(shí)落地，說明兩球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)相同，選項(xiàng)A正確；題圖乙裝置中的背板必須處于豎直面內(nèi)，固定時(shí)可用鉛垂線檢查背板是否豎直，選項(xiàng)B正確；若將小球放在題圖乙裝置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持靜止，則說明斜槽末端水平，選項(xiàng)C正確；用題圖乙裝置多次實(shí)驗(yàn)以獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡時(shí)，必須讓小球從斜槽上相同位置由靜止釋放，從而保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)①鋼球從A運(yùn)動(dòng)到B和從B運(yùn)動(dòng)到C的水平位移相等，則時(shí)間相等；②根據(jù)Δy=2L=gT2解得鋼球從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為T=2③鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0=2LT=3.(1)1.02.0(2)9.7解析(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此速度的水平分量大小為v0=xt=0.050.05m/s=1.0豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段位移的平均速度，因此小球在A點(diǎn)速度的豎直分量大小為vy=8.6+11.00.05×2cm/s≈2.0m/s(2)由豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，可得g=y代入數(shù)據(jù)可得g=9.7m/s2。4.(1)(6，6)(2)10(3)1.96(4)不是解析(1)小球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則位置“4”的橫坐標(biāo)格數(shù)為6；豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等，可得位置“3”“4”之間的豎直距離為3個(gè)格子，則位置“4”的縱坐標(biāo)格數(shù)為6；位置“4”坐標(biāo)為(6，6)。(2)豎直方向根據(jù)Δy=l=g(1f)解得該照相機(jī)的頻閃頻率為f=10Hz(3)小球平拋的初速度大小為v0=2lT=2lf=2×9.8×10-2×10m/s=1.96(4)因從“1”點(diǎn)開始豎直方向的位移之比不等于1∶3∶5∶7…，可知“1”點(diǎn)不是拋出點(diǎn)。5.(1)2.0(2)41(3)(-10cm，-1.25cm)解析(1)由題圖可知a、b、c三點(diǎn)相鄰兩點(diǎn)間水平距離相同，則相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相同，均設(shè)為T，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有Δy=ybc-yab=gT2=0.1m解得T=0.1s所以小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0=xabT=2.0(2)小球在b點(diǎn)的豎直分速度為vby=yac2T=2.小球過b點(diǎn)的速度為vb=vby2+v(3)小球從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為t=vbyg=0.25小球拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=xb-v0t=-10cm縱坐標(biāo)為y=yb-12gt2=-1.25即小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為(-10cm，-1.25cm)。6.(1)B(2)C(3)D解析(1)用如題圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，只能探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，故A、C錯(cuò)誤；在實(shí)驗(yàn)過程中，需要改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，故B正確。(2)為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，需要斜槽末端水平，為了保證小球拋出時(shí)速度相等，每一次小球需要從斜槽M上同一位置靜止釋放，斜槽