研究平抛运动

第68节研究平抛运动.吕叔湘中学庞留根1.2012年理综四川卷22．（1）某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。（忽略空气阻力，g取9.8m/s2）解析：由h=gt2/2可知B球落到P点的时间是0.5s；A球初速度为v0=1.500/0.5m/s=7.5m/s,则A球落地时的动能为J66.02120mghmv2.2013年上海卷28．（8分）如图，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度h=0.420m不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中。⑴由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成________关系，与________无关。v0(m/s)0.7411.0341.3181.584t(ms)292.7293.0292.8292.9d(cm)21.730.338.646.4⑵一位同学计算出小球飞行时间的理论值220.420=289.8ms10htg理发现理论值与测量值之差约为3ms。经检查，实验及测量无误，其原因是________________________。⑶另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竞发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理，但二者之差在3-7ms之间，且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是________________。光电门传感器小球碰撞传感器斜槽轨道PMN地面弹性金属片小锤BA答案：（1）正比时间（2）g取值10m/s2偏大（3）水平槽口距底板高度h较大，小球飞行时受到空气阻力作用解析：（1）由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度v0成正比关系，与时间无关。（2）计算小球飞行时间的理论值220.420=289.8ms10htg理中，g不能取值10m/s2，应该取值g=9.8m/s，这样计算出的t=292.8ms。（3）导致偏差的原因是：水平槽口距底板高度h较大，小球飞行时受到空气阻力作用3.2014年理综安徽卷21．I．图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有。a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平b．每次小球释放的初始位置可以任意选择c．每次小球应从同一高度由静止释放d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距Δx为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为m/s(结果保留两位有效数字，g取10m/s2)。【答案】（1）ac（2）c（3）2.04.0【解析】（1）“研究平抛物体运动”的实验斜槽轨道末端保持水平为了保证水平初速度。从同一高度由静止释放为了保证每次使用水平初速度相同。a、c正确。图1Ay1xyOBCΔxy2y3图3图2x2yOx2yOx2yOx2yOabcd（2）由平抛物体运动规律：,gty,tvx2021得：,xvgy2202，y-x2图象是一条倾斜直线。c正确。（3）由于gytgty2212得，则t1=0.1s、t2=0.3s，所以平抛小球的初速度,.ttxvm/s02120。而,gyvCym/s3223故C点的速度m/s04220.vvvCyC。4.2017年浙江选考卷17.在研究“平抛运动”实验中，（1）图1是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端时的。A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中，下列说法正确的是。（多选）A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定（2）图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可以判断实验操作错误．．的是。A.释放小球时初速度不为零B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平（3）图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是_______。【答案】（1）BBD（2）C（3）B【解析】（1）题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点，所以坐标原点也应选为球的上端，故选B；斜槽轨道不必光滑，A错；记录的点适当多一点，以便更准确的描出平抛轨迹，B正确；为比较准确地描出小球运动的轨迹，将这些点平滑连接起来，C错，用重垂线确定y轴坐标，D对。（2）由图可知，小球做斜抛运动，所以斜槽末端没有水平放置，选C。（3）A中没有水流出，C中'随着液面降低，压力减小，水柱流速不断减小，C错；只有B瓶内能维持相对稳定的压强，水柱流速稳定，选择B。17题图217题图1ABC17题图3