1、实验六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ACBD，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
2、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L10 cm，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10 m/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
3、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yLgT2得T s0.1 s平抛运动的初速度v0 m/s2 m/s小球运动到题图丙位置2时，竖直方向上的分速度vy m/s1.5 m/s则小球在该位置时的速度大小v m/s2.5 m/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)0.122.52频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室
4、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 10 m/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45 cm，b中OP距离为30 cm，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
5、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ygt2，得t s0.3 s，水平方向上v0 m/s1 m/s，小球在P点竖直方向上的速度 vygt100.3 m/s3 m/s，则vP m/s。答案：(1)b(2)13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：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，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。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A。将木板沿水平方向向右平移一
6、段距离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。将木板再水平向右平移同样距离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。若测得A、B间距离为y1，B、C间距离为y2，已知当地重力加速度为g。(1)关于该实验，下列说法正确的是_。A斜槽轨道必须尽可能光滑B每次释放小球的位置必须相同C每次小球均须由静止释放D小球平抛的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度差h，之后再由机械能守恒定律求出(2)根据上述直接测量的物理量(如x、y1、y2等)和已知的物理量可以得到小球平抛时初速度的大小为_(用题中所给字母表示)。(3)另外一位同学根据测量出的
7、不同x情况下的y1和y2，令yy2y1，并描绘出了如图乙所示的yx2图像。若已知图线的斜率为k，则小球平抛的初速度大小v0与k的关系式为_(用题中所给字母表示)。(4)若测得x15.0 cm，y115.0 cm，y225.0 cm，g取10 m/s2，则小球在打点迹B前瞬间速度的大小为_ m/s；槽口E与点迹A间的高度差为_ cm。(不考虑小球的大小，结果均保留2位有效数字)解析：(1)斜槽轨道是否光滑，不会影响小球的平抛运动，故A错误；因为要画同一运动的轨迹，所以每次释放小球的位置必须相同，且由静止释放，以保证小球获得相同的初速度，故B、C正确；假如斜槽是光滑的，则小球的初速度可通过测量小球
8、的释放点与抛出点之间的高度差h，之后再由机械能守恒定律求出，故D错误。(2)在竖直方向上yy2y1gt2水平方向上xv0t联立方程解得v0x。(3)令yy2y1，根据平抛运动规律，有ygT2而T，解得yx2如题图乙所示的yx2图线的斜率为k因此小球平抛的初速度大小v0与k的关系式为v0。(4)根据y2y1gT2得T s0.1 s根据水平方向做匀速直线运动，则小球平抛运动的初速度v0 m/s1.5 m/sB点的竖直分速度vyB m/s2 m/s则B点的速度大小为vB m/s2.5 m/s根据vyBgt，解得t s0.2 shgt2100.22 m0.2 m20 cm而y115.0 cm因此槽口E与点迹A间的高度差为h(2015) cm5.0 cm。答案：(1)BC(2)x(3)v0(4)2.55.0