《高一物理同步备课系列（人教版必修2）》5.3 实验：研究平抛运动(备作业)(解析版)

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5.3 实验：研究平抛运动(解析版)
1.如图所示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
cm
，如果取
g=10 m/s2
，
那么：
(1)
闪光的时间间隔是______
s
；
(2)
小球做平抛运动的初速度的大小______
m/s
；
(3)
小球经过
C
点时的速度大小是______
m/s
。
¿
结果可以保留根式
【答案】
(1)0.1
；M
(2)1.5
；
(3)3
2
√
5
【解析】
平抛运动在竖直方向上是匀变速运动，由
BC
和
AB
之间的距离差可以求出时间间隔；在水平方向上是匀速
直线运动，由
ABC
三点在水平方向上的位移，和两点之间的时间间隔，可以求得水平速度，也就是小球的
初速度；求出
B
点竖直方向的速度，根据匀加速直线运动速度时间公式求出
C
点竖直方向速度，求它们的
合速度，就是
C
的速度。
本题不但考查了平抛运动的规律，还灵活运用了匀速运动和匀变速运动的规律，对同学的知识要求比较高，
是个考查学生能力的好题．
【解答】
在竖直方向：
ℎBC −ℎAB =gΔ t2
，代入数据解得：
Δt =
√
(5−3)×0.05
10 s=0.1 s
。
水平方向是匀速直线运动，
v0=x
Δt =3×0.05
0.1 m/s=1.5 m/s
。
物体在
B
点时竖直方向的速度：
vBy=ℎAC
2T=8×0.05
0.2 m/s=2m/s
则
C
点竖直方向的速度
vCy =vBy+¿=(2+1)m/s=3m/s
1
所以
C
点的速度为
vC=
√
vCy
2+v0
2=3
2
√
5m/s
故答案为：
(1)0.1
；M
(2)1.5
；
(3)3
2
√
5
。
2.在“探究平抛运动的运动规律”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______ 位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．
B
.按图安装好器材，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______ ．
(3)
在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长
L=1.25 cm
，若小球在平
抛运动途中的几个位置如图中
a
、
b
、
c
、
d
所示，则小球平抛的初速度为
v0=¿
______
¿
用
L
、
g
表示
¿
，其
值是______
.¿
取
9.8 m/s2¿
【答案】
(1)
同一；调整斜槽末端水平
(2)BAC (3)2
√
gL
；
0.70 m/s
【解析】
(1)
该实验成功的关键是，确保小球每次抛出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此实验过程中要特
别注意这两点。
(2)
实验步骤的排列要符合逻辑顺序，不能颠三倒四，要便于操作。
(3)
平抛运动的水平方向做匀速直线运动，从图中可以看出：a、b、c、dM4个点间的水平位移均相等为
2L，因此这 4个点是等时间间隔点，
v0=x
t
，而竖直方向是自由落体运动，两段相邻的位移之差是一个定
值
△y=g T2=L
，联立方程即可解出。
关于平抛运动实验要掌握实验的注意事项、实验步骤、实验原理，要亲自动手实验，体会实验步骤和注意
事项。要求同学们能够从图中读出有用信息，再根据平抛运动的基本公式解题，难度适中。
2
【解答】
(1)
该是实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同，这就要求小球平抛的初速度相同，而且初速度是
水平的，因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水平，同时让小多次从同一位置无初速度的释放．
(2)
实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，故实验顺序为：B，A，C．
(3)
从图中看出，a、b、c、dM4个点间的水平位移均相等，是
x=2L
，因此这 4个点是等时间间隔点．竖
直方向两段相邻位移之差是个定值，即
△y=g T2=L
，再根据
v0=x
t
M解出
v0=2
√
gL
代入数据得：
v0=0.70 m/s
．
故答案为：
(1)
同一；调整斜槽末端水平；
(2)BAC
；
(3)2
√
gL
；
0.70 m/s
。
3.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球
A
、
B
处于同一高度时，用小锤轻击
弹性金属片，使
A
球水平飞出，同时
B
球被松开。
①
他观察到的现象是：小球
A
、
B
______
¿
填“同时”或“不同时”
¿
落地；
②
让
A
、
B
球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，
A
球在空中运动的时间将______
¿
填“变长”、
“不变”或“变短”
¿
；
③
上述现象说明：平抛运动的时间与______大小无关，平抛运动的竖直分运动是______运动。
【答案】
①
同时；
②
不变；
③
初速度；自由落体
【解析】
本实验是研究平抛运动竖直方向分运动的实验。小锤轻击弹性金属片后，A球做平抛运动，同时 B球做自
由落体运动。即可判断通过实验可以观察到的现象，也就可以证明竖直分运动的性质。
3
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