人教版物理必修2同步练习：5.3 实验：探究平抛运动的特点（优生加练）

 某同学用如图所示装置描绘小球做平抛运动位置点，获得平抛运动的轨迹，从而研究平抛运动的规律。

为了探究平抛运动规律，小明分别做了如下两个实验：

如图甲所示，某实验小组用传感器和计算机研究平抛运动，小球沿末端水平的斜槽滑下，传感器可以50Hz的采集频率记录小球的运动轨迹，并通过计算机输出。以斜槽末端为原点、水平向右为x轴、竖直向下为y轴建立坐标系，图乙为计算机绘出的小球做平抛运动时轨迹的一部分，在轨迹上取七个点对应的部分数据如下表。

点的编号	1	2	3	4	5	6
x/m	0.110	0.137	0.164	0.191	0.218	0.245
y/m	0.023	0.039	0.059	0.082	0.110	0.142

小明同学在探究出平抛运动的竖直方向分运动特点之后，在家里设计了一个探究平抛运动水平方向分运动特点的实验装置。如图甲所示，在桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上滚下，滚过桌边后钢球便被抛出。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画出 ， 木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。为了方便记录小球落点坐标，小明同学还在桌子边缘沿竖直方向设置了一个标尺零刻度与水平桌面对齐 ， 在木板的边缘设置了一水平标尺零刻度与桌面的竖直边缘对齐。让钢球多次从斜面上滚下，不断调节木板高度，借助标尺，测量每次小球落点的坐标、并记录于表中。小明同学根据记录的数据，运用图像法进行处理，得到了如图乙所示的图像图乙中为重力加速度 ， 得出了平抛运动水平方向分运动的特点。

 

用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验，小球从斜槽轨道末端滑出后，被横挡条卡住，调整横挡条位置，记录小球运动经过的不同位置，描出平抛运动的轨迹。

小明同学通过以下两种方式研究平抛运动的特点。

在某次研究平抛运动的实验中：

一同学利用实验室设备配合频闪摄像机设计了如下实验来探究“平抛运动的规律”。实验步骤如下：

（I）如图甲，该同学将两个相同的实心金属小球放置在实验装置上，调整A、B球的高度，使两个小球重心在同一高度上。

（Ⅱ）调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置，并打开摄像功能。

（Ⅲ）用小木槌敲击弹片，让A、B两个小球同时开始运动，直至落在实验台上。

（Ⅳ）通过频闪摄像机连接打印机进行打印得到如图乙所示的图像。

（V）在图乙中沿水平方向和竖直方向建立坐标系（坐标系图中未画出），选择A球的三个影像C、D、E的球心位置进行测量，得到 、 、 ，并测得小球影像的直径 （已知实验小球的直径为 ）

在“研究平抛运动特点”实验中：

在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：

A．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端 点和过 点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是；

B．让小球多次从位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；

C．取下白纸，以 为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹；

D．测出曲线上某点的坐标 、 ，用 =算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求 的值，然后求它们的平均值。

本实验中小球与斜槽之间（填写“必需”或“无需”）光滑无摩擦。

如图所示的实验装置，可用来研究平抛物体的运动。

“研究平抛物体的运动”实验

在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当g＝10 m/s²时，则小球的抛出速度为，抛出点坐标为.

如图所示，某同学做研究平抛运动的实验时，在印有小方格的纸上记录了小球轨迹上的a、b、c三个点，小方格的边长为L=2.5cm，则小球做平抛运动的初速度大小为m/s，小球在b点的竖直分速度大小为m/s（取g=10m/s²）．

根据所学知识完成题目：

在“研究平抛物体运动”的实验中，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．

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：

根据所学知识完成实验：

如图甲所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．

某同学学完平抛运动后想通过实验来验证平抛运动的水平分运动是否是匀速直线运动，实验装置如图所示，两个完全相同的斜轨道固定在同一个铁架台上，其末端水平且位于同一竖直线上，在下面的轨道末端再接一个等高的水平轨道．该同学让两个完全相同的小铁块A和B分别从上下两个斜轨道顶端同时由静止开始下滑，他设想两个铁块应该在水平轨道上的某位置相遇．