第四章實驗5知識鞏固練習1．(2021年全國卷Ⅱ)某同學利用圖甲所示裝置研究平拋運動的規律．實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖乙所示(圖中未包括小球剛離開軌道的影像)．圖中的背景是放在豎直平面內的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為5cm.該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經在圖乙中標出．甲乙完成下列填空：(結果均保留2位有效數字)(1)小球運動到圖乙中位置A時，其速度的水平分量大小為______m/s，豎直分量大小為______m/s.(2)根據圖乙中數據可得，當地重力加速度的大小為__________m/s2.【答案】(1)1.02.0(2)9.7【解析】(1)因小球水平方向做勻速直線運動，因此速度為v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.05,0.05)m/s＝1.0m/s，豎直方向做自由落體運動，因此A點的豎直速度可由平均速度等于時間中點的瞬時速度求得，即vy＝eq\f(8.6＋11.0×5×10－2,0.05×2)m/s≈2.0m/s.(2)由豎直方向的自由落體運動可得g＝eq\f(y3＋y4－y2－y1,4T2)，代入數據可得g＝9.7m/s2.2．(2021年臨沂模擬)如圖為研究小球的平拋運動時拍攝的閃光照片的一部分，其背景是邊長為5cm的小方格，重力加速度g取10m/s2，由圖可知：小球從A點運動到B點經歷的時間________(填“小于”“大于”或“等于”)從B點運動到C點經歷的時間；照相機的閃光頻率為______Hz；小球拋出時的初速度大小為______m/s，小球在B點的速率是______m/s(可用根號表示)．【答案】等于102.5eq\f(\r(61),2)【解析】水平方向的運動是勻速直線運動，從A到B和從B到C水平方向的位移相同，所以經歷的時間相等．在豎直方向上有Δh＝gT2，其中Δh＝10cm，代入求得T＝0.1s，因此閃光頻率為f＝eq\f(1,T)＝10Hz.水平方向為勻速運動，有s＝v0t，選AB段：其中s＝5l＝25cm，t＝T＝0.1s，代入解得v0＝2.5m/s.小球在B點豎直方向的速度為vy＝eq\f(12×5×10－2,2×0.1)m/s＝3m/s，所以小球在B點的速率為vB＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(2.52＋32)m/s＝eq\f(\r(61),2)m/s.綜合提升練習3．某物理實驗小組采用如圖甲所示的裝置“探究平拋運動的特點”．(1)安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是________．A．保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小B．保證小球飛出時，初速度水平C．保證小球在空中運動的時間每次都相等D．保證小球運動的軌跡是一條拋物線(2)某同學每次都將小球從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡．某同學設想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖乙中1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距．若三次實驗中，小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是________．A．x2－x1＝x3－x2 B．x2－x1＜x3－x2C．x2－x1＞x3－x2 D．無法判斷(3)另一同學通過正確的實驗步驟及操作，在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡．部分運動軌跡如圖丙所示．圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為L，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等．重力加速度為g.可求出小球從P1運動到P2所用的時間為________，小球拋出時的水平速度為________．(兩空均用測量的物理量的符號表示)【答案】(1)B(2)C(3)eq\r(\f(2L,g))3eq\r(\f(gL,2))【解析】(1)因為實驗是研究平拋運動，所以安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是保證小球飛出時，初速度水平，B正確．(2)小球水平方向做的是勻速直線運動，豎直方向做的是自由落體運動，由豎直方向上的位移關系知下落相等位移用的時間越來越短，對應的水平位移也就越來越小，所以水平方向上x2－x1＞x3－x2，C正確．(3)從軌