2022版高考物理人教版一轮总复习训练：实验5 探究平抛运动的特点 WORD版含解析.doc

实验五探究平抛运动的特点
(建议用时：25分钟)
1．三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验。
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________________________。

(2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看成与光滑的水平板相切；两轨道上端C、D处分别装有电磁铁；调节电磁铁的高度，使eq\x\to(AC)＝eq\x\to(BD)，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是_________________________________。
仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_______________________________。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长均为L＝10cm，则由图可求得拍摄时每_____s曝光一次，该小球的初速度大小为_____m/s，小球运动到图丙中位置2时的速度大小为______m/s。(g取10m/s2)
解析：(1)金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，知A球在竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
(2)两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到两小铁球相碰，知小铁球P水平方向上的运动规律与小铁球Q相同，即做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。
(3)在竖直方向上，根据Δy＝L＝gT2
得T＝eq\r(\f(L,g))＝eq\r(\f(10×10－2,10))s＝0.1s
平抛运动的初速度
v0＝eq\f(2L,T)＝eq\f(2×10×10－2,0.1)m/s＝2m/s
小球运动到题图丙位置2时，竖直方向上的分速度
vy＝eq\f(y13,2T)＝eq\f(3×10×10－2,2×0.1)m/s＝1.5m/s
则小球在该位置时的速度大小
v＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)))＝eq\r(22＋1.52)m/s＝2.5m/s。
答案：(1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)小铁球P击中小铁球Q做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动(3)0.122.5
2．频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方和右侧正前方安装了频闪仪器A、B并进行拍摄，得到的频闪照片如图乙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上的某点。根据平抛运动规律分析下列问题(g取10m/s2)。

(1)图乙中，频闪仪器A所拍摄的频闪照片为________(选填“a”或“b”)。
(2)测得图乙a中OP距离为45cm，b中OP距离为30cm，则小球做平抛运动的初速度大小应为__________m/s，小球在P点的速度大小应为__________m/s。
解析：(1)小球做平抛运动时，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，故频闪仪器A所拍摄的频闪照片为b。
(2)竖直方向上，由y＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2y,g))＝eq\r(\f(2×0.45,10))s＝0.3s，水平方向上v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.3,0.3)m/s＝1m/s，小球在P点竖直方向上的速度vy＝gt＝10×0.3m/s＝3m/s，则vP＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)))＝eq\r(10)m/s。
答案：(1)b(2)1eq\r(10)
3．在做研究平抛运动的实验中，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下：

①在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口E前，木板与槽口E之间有一段距离