高中物理第五章研究平抛运动导.docx
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高中物理第五章研究平抛运动导
5.3实验:
研究平抛运动
班级:
姓名:
组号
【学习目标】
1、知道常见的几种获取平抛运动轨迹的方法;
2、掌握判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法;
3、会根据平抛运动的轨迹计算平抛物体的初速度;
【重点难点】由实验理论分析探究平抛运动轨迹、初速度。
【学法指导】
通读教材,理解与之相关的基础知识,用红笔画出不懂的地方,完成学案和课后习题。
【学习过程】
一、实验原理
平抛运动可以看作是两个分运动的和运动;一个水平方向的,其速度等于平抛物体运动的;另一个是竖直方向的,通过实验确定作平抛运动的小球运动时的若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标,利用公式和y=就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的速度v0=x
.
二、实验器材:
斜槽轨道、小球、木板、白纸、图钉、重锤线、直尺、三角板、铅笔等.
三、实验步骤
⑴安装、调整斜槽
将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平,如图1所示。
⑵调整木板,确定坐标原点
用图钉将坐标纸固定于竖直木板左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹虽在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的水平投影点O,O点即为坐标原点;利用重垂线画过坐标原点的竖直线,作为y轴。
⑶描点
将小球从斜槽上某一位置由静止滚下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定平抛运动小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在确定位置附近用铅笔描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点。
同理,确定轨迹上其他各点的位置。
⑷描绘出平抛运动的轨迹
取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连结起来,即得到小球做平抛运动的轨迹。
⑸计算平抛运动的初速度
①在确定坐标原点为抛出点的情况下,在轨迹曲线上任取几点(如A、B、C、D);
②用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y;
③据平抛运动水平方向是匀速直线运动x=_________及竖直方向是自由落体运动
y=________,就可以求得小球的初速度v0=x
,即为小球做平抛运动的初速度。
最后计算小球的初速度v0的平均值
【自我检测】
1.如图所示,在研究平抛物体的运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,每个小方格的边长L=1.25cm。
若小球在平抛运动途中的几个位置为图中的a、b、c、d几点,则小球平抛的初速度的计算式为v0=_________(用L和g表示),其值是_____,小球在b点的速率是______。
(取g=9.8m/s2)
2.在做“研究平抛运动”实验时,
(1)除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是_______.
A.游标卡尺B.秒表
C.坐标纸D.天平
E.弹簧秤F.重垂线
3.“研究平抛运动”实验中,下列说法正确的是_______.
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E.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
4.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_位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置.
B.安装器材时应注意,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.
⑴完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.
⑵上述实验步骤的合理顺序是。
5.在用斜槽轨道做“研究平抛运动的规律”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹.为了能够较准确地描出其运动轨迹,下面列出了
一些操作要求,其中正确的是()
A.通过调节斜槽使其末端切线水平
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次必须由静止释放小球
D.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
高考理综物理模拟试卷
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1.甲乙两货车在平直公路上从同一位置同向行驶,两车的v-t图象如图所示。
则在0~4s时间内
A.甲车做曲线运动
B.乙车一直在甲车的后方
C.甲车的平均速度小于6m/s
D.乙车位移的大小为8m
2.如图所示,带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上,与正下方的小球B通过轻绳连接,处于静止状态,给小球B施加水平力F使其缓慢上升直到小球A刚要滑动。
在此过程中
A.水平力F的大小不变
B.杆对小球A的支持力不变
C.杆对小球A的摩擦力先变小后变大
D.轻绳对小球B的拉力先变大后变小
3.如图所示,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。
现有一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。
以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像正确的是()
A.
B.
C.
D.
4.图中给出某一通关游戏的示意图,安装在轨道AB上可上下移动的弹射器,能水平射出速度大小可调节的弹丸,弹丸射出口在B点的正上方,竖直面内的半圆弧BCD的半径为R=2.0m,直径BD水平且与轨道AB处在同一竖直平面内,小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为37º,游戏要求弹丸垂直于P点圆弧切线方向射入小孔P就能进入下一关.为了能通关,弹射器离B点的高度和弹丸射出的初速度分别是(不计空气阻力)
A.
B.
C.
D.
5.2015年12月,我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102km的预定轨道.“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动.已知地球半R=6.4×103km.下列说法正确的是()
A.“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小
B.“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小
C.“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小
D.“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小
6.如图所示为两轻绳栓接一定质量的小球,两轻绳与竖直方向的夹角如图,则在剪断a绳的瞬间,小球的加速度大小为a1,剪断b绳的瞬间,小球的加速度大小为a2。
则a1:
a2为()
A.1:
1
B.2:
1
C.
:
1
D.2
:
1
二、多项选择题
7.矿井中的升降机以5m/s的速度竖直向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,经过3s升降机底板上升至井口,此时松脱的螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是()
A.螺钉松脱后做自由落体运动
B.矿井的深度为45m
C.螺钉落到井底时的速度大小为25m/s
D.螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时6s
8.如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。
在水平拉力F作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。
已知小球b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为
。
则下列说法正确的是
A.当细绳与细杆的夹角为60°时,拉力F的大小为(2–
)mg
B.支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大
C.拉力F的大小一直增大
D.拉力F的大小先减小后增大
9.如图所示,物块P、Q紧挨着并排放置在粗糙水平面上,P的左边用一跟轻弹簧与竖直墙相连,物块P、Q处于静止状态;若直接撤去物块Q,P将向右滑动。
现用一个从零开始逐渐增大的水平拉力F向右拉Q,直至拉动Q;那么在Q被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力T的大小、地面对P的摩擦力
的大小、P对Q的弹力N的大小、地面对Q的摩擦力
的大小的变化情况()
A.T始终增大,
始终减小B.T保持不变,
保持不变
C.N保持不变,
增大D.N先不变后增大,
先增大后减小
10.如图所示,粗糙地面上有一斜面体,倾角为θ.不可伸长的细绳跨过斜面顶端光滑定滑轮,左端连接静止的大物块,质量为M,右端连着一根光滑轻杆,轻杆铰接在斜面右侧,轻杆顶端用另一根细绳挂着质量为m的小物块。
一开始整个装置静止,细绳垂直于轻杆。
用手将大物块从A点移动到B点后松手,系统仍然保持静止,且在A点和B点大物块受到的摩擦力大小相等,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则下列说法中正确的是()
A.绳子的张力一定减小
B.若大物块再向下移动一点距离,则系统一定失去平衡
C.在A处时绳子的张力比B处时一定大
D.地面给斜面体的作用力一定不变
三、实验题
11.风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力,如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系,质量
的小球以初速度
从O点沿x轴正方向运动,在0-2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小
的风力作用;小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为
(图中未画出)试求:
(1)2.0s末小球在y方向的速度大小和小球2.0s内运动的总位移大小;
(2)风力
作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同;
(3)小球回到x轴上时的动能。
12.某实验小组用下列器材测定干电池的电动势和内阻:
灵敏电流计
(内阻约为50Ω);电压表Ⓥ(0~3V,内阻约为100kΩ);电阻箱R1(0~9999Ω);滑动变阻器R2(0~100Ω,1.5A);旧干电池一节;开关、导线若干。
(1)先测灵敏电流计的内阻,电路如图甲所示,测得电压表示数为2V,灵敏电流计示数为4mA,电阻箱R1的读数为455Ω,则灵敏电流计内阻为_____Ω。
(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍,该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联,则应将电阻箱R1的阻值调为_____Ω。
(3)用电压表和改装后的灵敏电流计测干电池的电动势和内阻,实验小组设计了如图乙所示的a、b两种电路,则能够比较准确地完成实验的电路图为_____。
(填“a”或“b”)
(4)根据选择好的电路,调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数,并作出U﹣IG图象如图丙所示。
由作出的U﹣IG图线求得干电池的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω。
四、解答题
13.如图所示,在匀强电场中有abc三点,ab相距4cm,bc相距10cm,将一个带电荷量为2×10-8C的电荷从a点移到b点时,电场力做功为4×10-6J.将此电荷从b点移到c点时电场力做功为多少?
,a、c间电势差为多少?
14.行李做匀加速直线运动的位移为多少?
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
C
B
A
C
C
二、多项选择题
7.BC
8.AC
9.BC
10.AD
三、实验题
11.
(1)0.80m/s;1.13m
(2)4s(3)
12.
(1)45;
(2)5;(3)a;(4)1.40;15.5。
四、解答题
13.
450V
14.无
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3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
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一、单项选择题
1.随着北京冬奥会的临近,滑雪项目成为了人们非常喜爱的运动项目。
如图,运动员从高为h的A点由静止滑下,到达B点水平飞出后经过时间t落到长直滑道上的C点,不计滑动过程的摩擦和空气阻力,关于运动员的运动,下列说法正确的是
A.若h加倍,则水平飞出的速度v加倍
B.若h加倍,则在空中运动的时间t加倍
C.若h加倍,运动员落到斜面上的速度大小不变
D.若h加倍,运动员落到斜面上的速度方向不变
2.关于摩擦力的说法正确的是()
A.受静摩擦力的物体一定处于静止状态
B.受滑动摩擦力的物体一定处于运动状态
C.两个物体间静摩擦力的大小跟它们接触面间的压力成正比
D.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反
3.一粒石子和一泡沫塑料球以相同初速度同时竖直向上抛出,泡沫塑料球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比.忽略石子受到的空气阻力,石子和塑料球运动的速度v随时间t变化的图象如图所示,其中可能正确的是()
A.
B.
C.
D.
4.地球同步卫星A和一颗轨道平面为赤道平面的科学实验卫星B的轨道半径之比为4:
1,两卫星的公转方向相同,那么关于A、B两颗卫星的说法正确的是
A.A、B两颗卫星所受地球引力之比为1:
16
B.B卫星的公转角速度小于地面上跟随地球自转物体的角速度
C.同一物体在B卫星中时对支持物的压力更大
D.B卫星中的宇航员一天内可看到8次日出
5.如图所示,ABC和ABD为两个光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面上,C、D、E在同一竖直线上,D点距水平面的高度为5m,C点距水平面的高度为10m,一滑块从A点以某一初速度分别沿两轨道滑行到C点或D点后水平抛出。
要求从C点抛出时的射程比从D点抛出时的小,取重力加速度大小g=10m/s2,则滑块在A点的初速度大小可能为
A.10m/sB.12m/sC.15m/sD.18m/s
6.如图所示,把球夹在竖直墙壁AC和木板BC之间,不计摩擦.设球对墙壁的压力大小为F1,对木板的压力大小为F2,现将木板BC绕着C点缓慢转动,使木板与竖直墙壁的夹角由30°增大到60°过程中:
A.F1减小、F2增加
B.F1增加、F2减小
C.F1、F2都增大
D.F1、F2都减小
二、多项选择题
7.下列说法正确的是_______(填入正确选项前的字母,选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.分子热运动越剧烈,温度一定越高
B.雨滴呈球形是由于液体表面张力的作用
C.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
D.布朗运动的无规则性反映液体分子运动的无规则性
E.用打气筒给自行车充气,越打越费劲,说明气体分子之间有斥力
8.在地面附近存在如图所示的匀强磁场B,磁场区域的水平宽度均为L,磁场之间的无场区域的水平宽度也均为L,水平方向有足够多的磁场条,竖直方向磁场足够长。
建立坐标系如图,现有一个边长为L的正方形金属线框从图示位置以初速度v水平抛出进入场区,从图示位置开始计时,有关线框的水平分速度vx,和竖直分速度vy的图象正确的是:
()
A.
B.
C.
D.
9.用m表示地球同步卫星的质量,h表示它离地面的高度,R表示地球的半径,g表示地球表面处的重力加速度,
表示地球自转的角速度,则()
A.同步卫星内的仪器不受重力
B.同步卫星的线速度大小为
C.地球对同步卫星万有引力大小为
D.同步卫星的向心力大小为
10.如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是()
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
三、实验题
11.如图所示,在光滑的水平桌面上有一光滑小孔0,一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球A,另一端连接质量为M=4kg的重物B。
求:
(1)当A球沿半径为R=0.1m的圆做匀速圆周运动,其角速度为ω=10rad/s时,B对地面的压力是多少?
(2)要使B物体对地面恰好无压力,A球的角速度应为多大?
(g=10m/s2)
12.如图斜面,AB段粗糙,BC段长为1.2m且光滑。
滑块以初速度v0=9m/s由A沿斜面开始向上滑行,经过B处速度为vB=3m/s,到达C处速度恰好为零。
滑块在AB、BC滑行时间相等。
求:
(1)滑块从B滑到C的时间及加速度大小;
(2)滑块从A滑到B的加速度大小;
(3)滑块从C点回到A点的速度大小。
四、解答题
13.如图所示,一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮О1、О2和质量mP=m的小球P连接,另一端质量mQ=m的小物块Q连接,小物块Q套于两直杆AC、DE和一段圆弧CD组成的固定光滑轨道ABCDE上.直杆AC与竖直墙夹角θ=45°,直杆DE水平,两杆分别与Ol为圆心,R为半径的圆弧连接并相切于C、D两点,轨道与两定滑轮在同一竖直平面内.直杆B点与两定滑轮均在同一高度,重力加速度为g,小球运动过程中不会与其他物体相碰,现将小物块Q从B点由静止释放,在C、D点时无机械能损失.试求:
(1)小物块Q的最大机械能(取B点所在的水平面为参考平面);
(2)小物块Q滑至O1正下方D点时对圆弧轨道的弹力
14.质量m=2kg的物块放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动。
已知物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示。
g=10m/s2,求:
(1)物块在x=3m时的加速度和物块在前4m位移中所经历的时间;
(2)在前4m位移过程中拉力对物块做的功。
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
D
D
D
C
D
二、多项选择题
7.ABD
8.AB
9.BD
10.BC
三、实验题
11.
(1)30N,方向竖直向下
(2)20rad/s.
12.
(1)
;
(2)
(3)3m/s
四、解答题
13.
(1)
(2)
,方向向下
14.
(1)a=3m/s2,
(2)WF=32J