如图1为“描绘平抛运动的轨迹”的实验装置.将斜槽导轨固定在支架上,让小球从斜槽的不同高度处滚下.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

如图1为“描绘平抛运动的轨迹”的实验装置.将斜槽导轨固定在支架上,让小球从斜槽的不同高度处滚下.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

题型:不详难度:来源:
如图1为“描绘平抛运动的轨迹”的实验装置.将斜槽导轨固定在支架上,让小球从斜槽的不同高度处滚下.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,底板的标尺可以测得水平位移,用直尺可以测得小球抛出时的高度.

(1)实验中,为了获得平抛运动的轨迹,还需要的实验器材有______.
(2)(多选题)此实验的目的是______
A.获得平抛物体运动轨迹
B.研究平抛物体飞行时间与哪些因素有关
C.利用轨迹计算当地重力加速度
D.研究平抛物体水平射程与哪些因素有关
(3)某同学获得了如图2所示的平抛运动的轨迹,并在图上建立了直角坐标系,坐标原点O为小球的抛出点.若在轨迹上任取一点,测得坐标为(x,y),则还可以利用图象求出小球抛出时的初速度v0=______.
(4)如图3,若某同学在平抛运动的轨迹图上建立坐标系时,x坐标与初速度v0的方向不平行.
①请用合理的办法确定图中重力加速度的方向(简单写出作图的过程,并保留作图痕迹).______
②若每相邻两球之间的时间间隔T相同,图距与实际距离之比为1:10,在这种情况下,只用刻度尺,如何求得时间间隔T?______(写出需要测量的物理量,并在图上标出有关物理量的符号).用测得的物理量和有关常量(已知重力加速度为g),写出时间间隔T的表达式为______.
答案
(1)由题,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,底板的标尺可以测得水平位移,用直尺可以测得小球抛出时的高度,所以首先要得到底版,还需要的实验器材有:具有连拍功能的数码相机或摄像机.
(2)A、该实验为“描绘平抛运动的轨迹”,所以获得平抛物体运动轨迹符合实验的目的;
B、该实验中,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,用直尺可以测得小球抛出时的高度,所以可以研究飞行时间与哪些因素有关.故B符合实验的目的;
C、该实验为“描绘平抛运动的轨迹”,所以不能利用轨迹计算当地重力加速度.故C错误;
D、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,底板的标尺可以测得水平位移,所以可以研究平抛物体水平射程与哪些因素有关.故D符合题意.
故选:ACD
(3)小球水平方向的位移:x=v0t,竖直方向上:y=
1
2
gt2
,所以:v0=
x


2gy
2y

(4)①若某同学在平抛运动的轨迹图上建立坐标系时,x坐标与初速度v0的方向不平行.合理的办法是把首末两点相连并且三等份,各等份点与对应顺序的轨迹图上的点相连,即是重力加速度所在的直线,并标明方向如图.

②用刻度尺测出图中的y1、y2
根据匀变速直线运动的导出公式:△s=aT2
得:10(y2-y1)=gT2
所以:T=


10y2-10y1
g

故答案为:(1)具有连拍功能的数码相机或摄像机
(2)ABD
(3)
x


2gy
2y

(4)
①把首末两点相连并且三等份,各等份点与对应顺序的轨迹图上的点相连,即是重力加速度所在的直线,并标明方向;
②用刻度尺测出图中的y1、y2 T=


10y2-10y1
g
举一反三
如图(甲)所示,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以测得小球的水平初速度v0和飞行时间t,底板上的标尺可以测得水平位移d.

(1)控制斜槽轨道的水平槽口高度h不变,让小球从斜槽的不同高度处滚下,以不同的速度冲出水平槽口,以下说法正确的是______
(A)落地点的水平距离d与初速度v0成正比
(B)落地点的水平距离d与初速度v0成反比
(C)飞行时间t与初速度v0成正比
(D)飞行时间t与初速度v0大小无关
(2)另一位同学做实验时,在装置的后面竖直放置一块贴有方格纸的木板,然后在方格纸上记录了小球某次平抛运动途经的三个位置a、b、c如图(乙)所示.该同学取下方格纸后,发现忘记记录水平和竖直方向了,已知小方格的边长L=1cm,则小球平抛运动的初速度可能为______.
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某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图所示.在曲线上取A、B、C三个点,测量得到A、B、C三点间竖直距离h1=10.20cm,h2=20.20cm,A、B、C三点间水平距离x1=x2=12.40cm,g取10m/s2,则物体平抛运动的初速度大小为______m/s,轨迹上B点的瞬时速度大小为______m/s.(计算结果保留三位有效数字)
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某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时,将小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到了如下图所示的照片,已知每个小方格边长9.8cm,当地的重力加速度为
g=9.8m/s2
(1).若以拍摄的第一点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正
方向,则没有被拍摄到的小球位置坐标为______.
(2).由上问及右图可求小球平抛的初速度大小为______.
(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,设他在安装实验装置和其余操作时准确无误,只有一处失误,请你帮忙改正过来______
(4)另一个实验小组的同学正确的进行实验并正确的了描绘运动轨迹,测量了轨迹上的不同点的坐标值.根据所测到的数据以y为纵坐标,以x2为横坐标,在坐标纸上画出对应的图象,发现为过原点的直线,并测出直线斜率为k,已知当地的重力加速度为g,则初速度v0=______.
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图甲是“研究平抛物体的运动”实验装置图
(1)在实验前应______;
A.将斜槽的末端切线调成水平
B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
D.测出平抛小球的质量
(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球作平抛运动的初速度为______m/s;
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为______m/s;B点的竖直分速度为______m/s.
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某同学注意到医用一次性输液装置可以让水流以恒定的速度喷出,他利用这一装置设计了如下实验来研究平抛物体的运动.将针头与医用输液器等器材按图甲所示连接好实验装置(其中针头固定在一次性输液管的末端O点,并保持水平状态),打开输液管的开关让水以恒定的速度喷出(下方用水槽接喷出的水),然后用不干胶贴在画有方格的透明玻璃板背面,记下水流运动轨迹上的A、B、C、D四点(如图乙所示).若每小格边长均为l=5.0cm,则每一小水滴从A运动到C的时间约为______s,水流水平喷出时的初速度大小为______m/s(重力加速度g取10m/s2).
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