Question

【题目】为了探究平抛运动规律，老师做了如下两个演示实验：

(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法正确的有________________。

A.所用两球的质量必须相等

B.只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论

C.应改变装置的高度多次实验

D.本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

(2)如图所示，两个相同的弧形轨道M 、N位于同一竖直面内，其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道Q的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象。这说明：________________。

(3)为了进一步研究平抛运动，某同学用如上图所示的装置进行实验。

① 为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是________________。

A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端必须水平

D．本实验必需的器材还有刻度尺和秒表

②B实验小组为了更方便研究平抛运动，他们在实验中用频闪光源代替钢球，频闪光源的频率为50Hz，抛出后经过画布时在上面留下了一串反映平抛运动轨迹的点迹（如图）。将点迹拍照后用软件分析可得到各点的坐标。如图中M1、M2、M3是频闪光源平抛运动过程中在画布上留下的三个连续点迹，M1、M2、M3的坐标见表格，通过计算可得频闪光源平抛运动的初速度为________________m/s，当地的重力加速度为________________m/s2.

③该组同学在老师的启发下想进一步探究做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动，利用④中的实验装置完成实验并测量相关数据，通过计算机绘出如图所示的图象，并拟合出表达式，图中为频闪光源平抛运动竖直方向的分速度。他们通过分析图象和表达式可以得出的结论是________________。

A．斜槽末端可能不水平

B．频闪光源与斜槽之间存在摩擦

C．频闪光源在水平方向上做匀速直线运动

D．频闪光源在竖直方向上做匀加速直线运动

④如图丙同学将实验方案做了改变，他把桌子搬到墙的附近，调整好仪器，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点，然后等间距地改变桌子与墙的距离，就可以得到多个落点。如果丙同学还有一把刻度尺，他是否可以计算出小球平抛时的初速度？请简要阐述理由。

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Answer 1

【答案】C 平抛运动在水平方向做匀速直线运动 AC 0.5 9.75 AD 可以。用刻度尺测量落点与抛出点之间的竖直距离y，测量墙与桌子的水平距离x，根据，可得，则，改变桌子与墙的水平距离x，测量多组x，y值，计算多组初速度，取平均值即可。

【解析】

（1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤，结合两球相遇得出平抛运动在水平方向上的运动规律。（2）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤，结合两球相遇得出平抛运动在水平方向上的运动规律．（3）①根据原理以及注意事项确定正确的操作步骤．②根据频率得出频闪周期，抓住水平方向上做匀速直线运动，结合水平位移和时间间隔求出初速度，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重力加速度。③结合图线的特点得出竖直方向上的运动规律，根据原理分析初始时刻竖直分速度不为零的原因。④根据竖直位移求出运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度．

（1）小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B 球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，实验时应改变装置的高度进行多次实验，故C正确，ABD错误。故选C。

（2）两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇．只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象．这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．

（3）①为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A正确，B错误．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端必须水平，故C正确．该实验不需要秒表，运动的时间可以通过下降的高度求出，故D错误．故选AC．

②相邻两点间的时间间隔T=0.02s，则平抛运动的初速度。
在竖直方向上，根据△y=gT2得，。

③由图可知，竖直分速度与时间成线性关系，可知频闪光源在竖直方向上做匀加速直线运动，由于0时刻的竖直分速度不为零，可知斜槽末端不水平，故选AD。

④可以计算小球平抛运动的初速度，用刻度尺测量落点与抛出点之间的竖直距离y，测量墙与桌子的水平距离x，根据y＝gt2，可得t=，则，改变桌子与墙的水平距离x，测量多组x，y值，计算多组初速度，取平均值即可．