组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 探究平抛运动的特点 > 研究物体平抛运动实验的目的、原理、器材
题型:实验题 难度:0.4 引用次数:360 题号:18521143
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)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(xy),则还可以利用图像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___________

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【推荐1】在做“研究平抛运动”的实验时,重庆七中的一位同学让小球多次沿同一斜槽轨道滑下,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。取地表重力加速度g

(1)为了能较准确描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为不正确的选项前面的字母填在横线上______
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须相同
C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
(2)在做实验时,该同学只记录了物体运动的轨迹上的ABC三点并以A点为坐标原点建立了直角坐标系,得到如图所示的图像。试根据图像求出物体平抛运动的初速度大小为______,物体运动到B点时的速度大小为______。(结果保留两位有效数字)
(3)在未来的某一天,另一位重庆七中的同学在地心探险的过程中,在地球内部采用频闪摄影的方法拍摄“小球做平抛运动”的照片,得到钢球平抛运动轨迹中的三个点ABC,如图所示,已知小球从槽口末端水平抛出的初速度为,坐标纸每小格边长为,地球半径为。则该同学离地心的距离为______。(在匀质球体内部距离球心r处的质点受到的万有引力等于球体内半径为r的同心球体对它的万有引力)
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【推荐2】有一实验装置如图所示,水平台面上固定一个斜面,斜面底端有一小圆弧与水平台面平滑连接,且小圆弧末端与台面右端平齐,一个固定的水平木板紧靠平台右侧竖直面,用图钉将白纸和复写纸固定在木板上,水平台面距木板的高度为H。将一个小球从斜面上高h处由静止滑下,小球落在复写纸上后在白纸上印一个痕迹,落点距平台左侧竖直面的水平距离为L,逐渐增大小球开始释放时的初始高度,得到一系列不同的落点。本实验以小球在斜面上的运动为研究过程,重力加速度为g

(1)如果用此装置研究平抛运动,小球做平抛运动的初速度为______________(用题中所给物理量表示)。
(2)如果用此装置探究合力做功与动能增加量是否成正比,下列说法正确的是_______
A.该实验中斜面不需要光滑
B.该实验要求具体计算出小球在斜面上合力大小
C.该实验是通过改变小球释放高度来改变合力做功
D.该实验中Lh成线性关系
(3)如果用此装置验证小球从斜面上高h处由静止滑下到斜面底端这一过程中机械能守恒,斜面_________(填“需要”或“不需要”)保证足够光滑,如果各物理量之间满足关系式__________(用题中所给物理量表示)即可认为机械能守恒定律成立。
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【推荐3】用如图所示的装置研究平抛运动。在水平实验桌右端固定一个光电门,桌上固定竖直挡板,轻质弹簧一端固定在挡板上,弹簧水平。倾斜长木板上的上端P和桌面等高,木板紧挨着桌面且弹簧对着木板的中央,然后把木板固定,与水平面夹角。用小铁球压缩弹簧,然后由静止释放,小铁球离开桌面,落在斜面上,标记出落点位置Q。通过研究小球压缩弹簧的形变量不同,平抛的初速度不同,落在斜面上的位置不同,探索光电门记录的扫光时间tPQ间距离L的关系,进而研究平抛运动。已知小球直径d,查资料可知当地重力加速度g,请回答下列问题:
   
(1)完成此实验,还需要的实验器材有________。(填选项序号)
A.秒表       B.天平       C.刻度尺       D.弹簧测力计
(2)在坐标纸上,以L为纵坐标,以________(选填“t”、“”或)为横坐标,把记录的各组数据在坐标纸上描点,连线得到一条过原点的直线。若斜率为________,就说明平抛运动水平方向做________运动和竖直方向做________运动。
(3)从实验数据可知,若小球的初速度增加1倍,则PQ间的距离将变为原来的________倍。
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