高中物理平抛运动实验题

在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了如下图所示的段落轨迹ABC。物体是由原点Ｏ水平抛出，Ｃ点的坐标为（60、45），则平抛物体的初速度υ₀＝　　　　   m/s，物体通过b点时的速度大小为υ_B＝       m/s。

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g
（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为         ；
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：

弹簧压缩量x/cm	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50
小球飞行水平距离s/×10^2cm	2.01	3.00	4.01	4.98	6.01	6.99

结合（1）问与表中数据，弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为        ；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为       。

高一某班某同学为了更精确的描绘出物体做平抛运动的轨迹，使用闪光照相拍摄小球在空中的位置，如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8mm，如果取g＝10m/s²，那么：

（1）照相机的闪光周期是　　　s；
（2）小球运动中水平分速度的大小是　　　　m/s；
（3）小球经过B点时的速度大小是　　　　m/s。

如图所示，光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道，在离B距离为x的A点，用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力，质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点，求：

(1）推力对小球所做的功.
(2）x取何值时，完成上述运动所做的功最少?最小功为多少？
(3）x取何值时，完成上述运动用力最小?最小力为多少？

利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（）所示，在悬点正下方有水平放置的炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；为水平木板，已知悬线长为，悬点到木板的距离＝（＞）。

（1）电热丝必须放在悬点正下方的理由是：。
（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的点，＝，则小球做平抛运动的初速度为。
（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角，小球落点与点的水平距离将随之改变，经多次实验，以为纵坐标、为横坐标，得到如图（）所示图像。则当＝30°时，为；若悬线长＝1.0，悬点到木板间的距离为。

（1）如图9所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。

①下列说法中不符合本实验要求的是        。（选填选项前面的字母）
A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的赢径必须相同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时末端必须水平
D．需要的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为、和。已知入射球的质量为，靶球的量为，如果测得近似等于       ，则可认为成功验证了碰撞中的动量守恒。
（2）用一段长为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。
①用多用表粗测电阻丝的电阻，结果如图10所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为
                。

②用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图11所示，由此可知金属丝直径的测量结果为
      mm。

③在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：
A．直流电源（电动势约为4．5V，内阻很小）
B．电压表（量程0～3V，内阻约3k）
C．电压表（量程0～15V，内阻约15k）
D．电流表（量程0～0．6A，内阻约0．125）
E．电流表（量程0～3A，内阻约0．025）
F．滑动变阻器（阻值范围0～15，最大允许电流1A）
G．滑动变阻器（阻值范围0～200，最大允许电流2A）
H．开关、导线。
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择     ，电压表应选择     ，滑动变阻器应选择     。（填字母代号）
④根据上面选择器材，完成图12中实验电路的连接。

在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸来记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛初速度的为v₀=          m/s(g=10m/s²),到达b点时的瞬时速度大小为v_b=             m/s。（保留两位有效数字）

如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）。已知小方格纸的边长L＝2.5 cm，g取10 m/s²。请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：

① 小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间________（填“相等”或“不相等”）。
②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据题意，求出小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间是________s。
③再根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v₀＝________m/s。

如图所示，一质量m="l" 0kg的小物块静止在粗糙水平台阶上，离台阶边缘O点的距离s=5m，它与水平台阶表面的动摩擦因数="0" 25。在台阶右侧固定一个以O为圆心的 圆弧挡板，圆弧半径R=5m，以O点为原点建立平面直角坐标系xOy。现用F=5N的水平恒力拉动小物块（已知重力加速度g=l0）。

(1)为使小物块不落在挡板上，求拉力F作用的最长时间；
(2)若小物块在水平台阶上运动时，拉力F一直作用在小物块上，当小物块过O点时撤去拉力F，求小物块击中挡板上的位置的坐标。

图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线        。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛                       。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为       （）。
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为       ；B点的竖直分速度为       （）。

在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x="10.00" cm，A、B间距离y₁="4.78" cm，B、C间距离y₂="14.58" cm。（g取9.80m/s²）

①根据以上直接测量的物理量得小球初速度为υ₀=     （用题中所给字母表示）
②小球初速度的测量值为     m/s。（保留两位有效数字）

为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某小组设计了如图甲所示的实验装置，其中挡板可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面高为h，O₁、O₂、A、B、C点在同一水平直线上。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。
实验过程一：挡板固定在O₁点，推动滑块压缩弹簧，滑块移到A处，测量O₁A的距离，如图甲所示。滑块由静止释放，落在水平面上的P点，测出P点到桌面右端的水平距离为x₁。
实验过程二：将挡板的固定点移到距O₁点距离为d的O₂点，如图乙所示，推动滑块压缩弹簧，滑块移到C处，使O₂C的距离与O₁A的距离相等。滑块由静止释放，落在水平面上的Q点，测出Q点到桌面右端的水平距离为x₂。

（1）为完成本实验，下列说法中正确的是______________
A．必须测出小滑块的质量     B．必须测出弹簧的劲度系数
C．弹簧的压缩量不能太小     D．必须测出弹簧的原长
（2）写出动摩擦因数的表达式_______________（用题中所给物理量的符号表示）
（3）小红在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面。为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需测量的物理量是______________。
（4）某同学认为，不测量桌面高度，改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间，也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数。此实验方案_____（选填“可行”或“不可行”），理由是________________________________________________。

高台滑雪以其惊险刺激而闻名，运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性．某滑雪轨道的完整结构可以简化成如图所示的示意图．其中AB段是助滑雪道，倾角α＝30°，BC段是水平起跳台，CD段是着陆雪道，AB段与BC段圆滑相连，DE段是一小段圆弧（其长度可忽略），在D、E两点分别与CD、EF相切，EF是减速雪道，倾角θ＝37°．轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为μ＝0．25，图中轨道最高点A处的起滑台距起跳台BC的竖直高度h＝10 m．A点与C点的水平距离L₁＝20 m，C点与D点的距离为32．625 m．运动员连同滑雪板的总质量m＝60 kg．滑雪运动员从A点由静止开始起滑，通过起跳台从C点水平飞出，在落到着陆雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿着陆雪道的分速度而不弹起．除缓冲外运动员均可视为质点，设运动员在全过程中不使用雪杖助滑，忽略空气阻力的影响，取重力加速度g＝10 m/s²，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8．求：

（1）运动员在着陆雪道CD上的着陆位置与C点的距离．
（2）运动员滑过D点时的速度大小．

在做“研究平抛物体的运动”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平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为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可以不同

C．每次必须由静止释放小球

D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降

（2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有        和      。其初速度的表达式v₀=         。

某同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时，在白纸上记录了一段小球做平抛运动的轨迹和一条表示竖直方向的直线，然后在这张白纸上覆盖了一张透明的方格纸，如图所示。他测出小方格的边长为l₀，又透过方格纸在小球的运动轨迹上取了a、b、c三个数据点，由此可知小球从a点到b点运动的时间__________(填：大于、小于、等于)小球从b点到c点的运动时间，小球做平抛运动的初速度为___________．(已知重力加速度为g)