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高考物理二轮高频考点专题突破
专题34研究平抛运动的特点
专练目标
专练内容
目标1
利用“竖档”研究平抛运动的特点(1T—3T)
目标2
利用“横档”研究平抛运动的特点(4T—5T)
目标3
利用其他方法研究平抛运动的特点(6T—10T)
【典例专练】
一、利用“竖档”研究平抛运动的特点
1.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图1所示的装置。实验操作的主要步骤如下:
A.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前,木板与槽口之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直
B.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹
C.将木板沿水平方向向右平移一段动距离,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下的痕迹
D.将木板再水平向右平移同样距离,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再在白纸上得到痕迹
若测得间距离为,间距离为,已知当地的重力加速度为。
(1)关于该实验,下列说法中正确的是________
A.斜槽轨道必须尽可能光滑
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次小球均需由静止释放
D.小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度,之后再由机械能守恒定律求出
(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式=___________。(用题中所给字母表示)
(3)另外一位同学根据测量出的不同情况下的和,令,并描绘出了如图所示的图像。若已知图线的斜率为,则小球平抛的初速度大小与的关系式为__________。(用题中所给字母表示)
【答案】????C????????
【详解】(1)[1]A.为了能画出平抛运动轨迹,首先保证小球做的是平抛运动,所以斜槽轨道不一定要光滑,但必须是水平的,故A错误;
BC.为保证抛出的初速度相同,应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放,故B错误,C正确;
D.因为存在摩擦力,故不满足机械能守恒定律,故D错误;故选C。
(2)[2]竖直方向根据自由落体运动规律可得水平方向匀速直线运动得解得
(3)[3]因为;联立可得所以图像的斜率为解得
2.一组同学在教室内做研究平抛运动的实验,装置如图甲所示,末端切线水平的轨道固定在靠近竖直墙的课桌上,在墙上的适当位置固定一张白纸,白纸前面覆盖复写纸。让一小钢球从轨道顶端由静止滚下,离开轨道后撞击复写纸,在白纸上留下撞击痕迹点。开始时轨道末端距墙x0,小球撞击的痕迹点记为1,后依次将课桌远离墙移动L=30cm,每次移动后都让小钢球从轨道顶端由静止滚下,直到小钢球不能直接碰到墙,撞击的痕迹点记为2、3、4……。将白纸取下,测量各撞击痕迹点之间的距离。如图乙,第2、3、4点与第1点的距离分别为y1=11.00cm、y2=32.00cm、y3=63.00cm。重力加速度大小取10m/s2。则小钢球离开轨道时的速度大小为__________m/s;撞击第3个点前瞬间小球的速度大小为___________m/s(用根号表示);开始时轨道末端与墙的距离x0=__________cm。
【答案】????3????????18
【详解】[1]由题意知,1、2、3、4撞击点之间的时间间隔相等,设为T,则
代入数据解得水平速度
[2]撞击第3个痕迹时,球的竖直分速度为;
[3]撞击第3个痕迹时,球下落的高度球离开桌面到撞击第1个痕迹下落的距离
下落时间;
3.在做“研究平抛运动”的实验中,为了测量小球平抛运动的初速度,实验用如图所示的装置。实验操作的主要步骤如下:
(ⅰ)在一块平木板上钉上复写纸和白纸,将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,木板与槽口之间有一段初始距离d,并保持板面与轨道末端的水平段垂直。
(ⅱ)使小球从较光滑的斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
(ⅲ)将木板沿水平方向向右平移一段动距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
(ⅳ)将木板再水平向右平移相同距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再在白纸上得到痕迹C
(ⅴ)测得A、B、C三点距地面的高度为y1、y2、y3,已知当地的重力加速度为g。
请回答下列问题
(1)关于该实验,下列说法中正确的是_______
A.每次小球均须由静止释放
B.每次释放小球的位置可以不同
C.步骤(ⅰ)初始距离d必须与步骤(ⅲ)中距离x相等
(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为v0=______。(用题中所给字母表示)
(3)某同学做进一步的研究,改变小球释放的初始位置的高度h,每改变一次高度,重复上述步骤(ⅰ)-(ⅴ)(其它条件不变),并记录每次的h、y1、y2、y
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