第4讲 实验五 探究平抛运动的规律1.如图4-4-6所示，为通过实验得到的一条平抛运动的轨迹，在竖直坐标轴y上，从原点开始向下任取一个坐标为h的点，再找到坐标为4h,9h,16h，…的点，过这些点做水平线，与轨迹分别相交于A、B、C…各点，交点的横坐标分别为OA′，OB′，OC′，…，用直尺量得OA′＝A′B′＝B′C′＝…，这说明( )．图4-4-6A．因为小球从O到A、A到B、B到C的运动时间不等，所以平抛运动沿水平方向的分运动是变速运动B．因为小球从O到A、A到B、B到C的运动时间在增加，所以平抛运动沿水平方向的分运动是减速运动C．因为小球沿竖直方向的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以在小球运动过程中从O到A、A到B、B到C的运动时间都是相等的，故平抛运动沿水平方向的分运动是匀速直线运动D．由于小球沿竖直方向的分运动不是初速度为零的匀加速直线运动，所以平抛运动沿水平的分运动不是匀速直线运动解析 本题是在已探究出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动的情况下，通过该实验来探究平抛运动在水平方向的分运动．根据自由落体运动的规律可知，其在连续相等的时间内的位移之比为1∶3∶5∶…，故可知小球由O到A、A到B、B到C的运动时间相等．而在水平方向上，有OA′＝A′B′＝B′C′＝…，所以水平方向上的运动速度相等，做匀速直线运动．答案 C2．(2022·安徽合肥第二次质检)用如图4-4-7所示装置做“研究平抛物体的运动”的实验，通过描点法画小球平抛运动的轨迹．图4-4-74\n(1)关于这个实验，以下说法中正确的是________．A．小球释放的初始位置越高越好B．每次小球要从同一高度由静止释放C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来(2)实验后得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹线上取一些点，测量它们与平抛起点O的水平和竖直距离x、y，能说明小球的轨迹是抛物线的y－x2图象是________．解析 (1)小球释放的位置太低时，小球做平抛运动的初速度过小会增大实验误差，但当释放点过高时，小球做平抛运动的初速度过大，运动轨迹不能布满整个坐标纸，也会增大实验误差，故释放位置要适当，A错误．因每一次释放小球最多只能描下一个点，而每次描下的点还必须是同一运动轨迹上的点，这就要求小球每次做平抛运动的初速度必须相同，故B正确．因在处理实验数据时需从描下小球运动轨迹的坐标纸上确定小球下降的高度及通过的水平位移，故C正确．由于实验误差的存在，所描下的点不是严格在同一运动轨迹上的，在连线时应画出一条平滑的曲线，尽量使所画曲线通过所描下的点，不在曲线上的点尽量对称地分布于曲线两侧，D错误．(2)由y＝gt2，x＝v0t，有y＝x2，可见y－x2图是一条过坐标原点的直线，C正确．答案 (1)BC (2)C3．在“探究平抛运动的规律”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________位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．B．安装器材，注意________，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，用平滑曲线画出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________．解析 为保证小球的运动轨迹相同，应使小球每次做平抛运动的初速度相同，所以应让小球每次都从斜槽上的相同位置滚下，安装器材时应注意使斜槽末端水平，方木板竖直且板面与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端放置．4\n答案 (1)斜槽上的相同 斜槽末端切线水平，方木板竖直且与小球运动轨迹所在竖直面平行 (2)BAC4．在“探究平抛运动的规律”的实验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是___________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的．(3)验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是：在水平方向从起点处取两段连续相等的位移，再作平行于y轴的直线交于曲线两点，则两段y轴方向上的位移大小之比为________．图4-4-8(4)某同学建立的直角坐标系如图4-4-8所示．假设他在安装实验装置和进行其他操作时都准确无误，只有一处失误，即是_____________．(5)该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为(x，y)．则初速度的测量值为________，真实值为________．答案 (1)将小球放在端点处，看它是否滚动(2)重垂线(3)1∶3(4)将坐标原点取在了槽口处(5)x x5．在“探究平抛运动的规律”的实验中，用一张印有小方格的纸记录物体的运动轨迹，小方格的边长L＝1.6cm，若小球的平抛运动轨迹中的几个位置如图4-4-9中的a、b、c、d所示，则小球平抛运动的初速度的计算式为v0＝________(用L，g表示)，其值是________(g＝10m/s2)．小球在b点的速率为________．(取两位有效数字)图4-4-94\n解析 本题考查的是研究平抛运动性质的方法及实验数据的处理，属易考查题型，且是实验基础题，应力求熟练掌握．图中a、b、c、d位置对应水平位移相等．说明a→b、b→c、c→d、所用时间相同，根据匀变速直线运动的特点，Δx＝aT2，则有L＝gt2①而水平方向上2L＝v0t②联立①②得v0＝2＝2m/s＝0.80m/s.小球在b点的竖直分速度vy＝ac＝③联立①③得vy＝1.5＝0.60m/s.小球在b点的合速度v＝＝1.0m/s.答案 2 0.80m/s 1.0m/s4
