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精英家教網如圖甲所示為研究平拋運動的實驗裝置:
(1)現把兩個小鐵球分別吸在電磁鐵C、E上,然后切斷電磁鐵C的電源,使一只小鐵球從軌道A射出,并在射出時碰到碰撞開關S,使電磁鐵E斷電釋放它吸著的小鐵球,兩鐵球同時落到地面.這個實驗
 

A.只能說明平拋運動的水平方向做勻速直線運動的規(guī)律
B.只能說明平拋運動的豎直方向做自由落體運動的規(guī)律
C.不能說明上述AB規(guī)律中的任何一條
D.能同時說明上述AB兩條規(guī)律
(2)若在實驗中利用頻閃照相機得到小球做平拋運動的頻閃照片,還可以用來驗證機械能守恒定律,如圖乙是小球實驗中的部分位置的頻閃照片.小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,已知小方格的邊長L=1.6cm,頻閃的頻率為f=25Hz,則:
①小球平拋的初速度v0=
 
m/s.小球在b點的速率為
 
 m/s(兩空都取二位有效數字).
②設小球的質量為m,重力加速度為g.為驗證小球從b→c過程中機械能是否守恒,則應算出重力勢能的減少量為
 
,動能的增加量為
 
 (用L、f、m、g表示),然后比較二者是否相等.
分析:探究平拋運動的規(guī)律中,實驗同時讓A球做平拋運動,B球做自由落體運動,若兩小球同時落地,則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動,而不能說明A球水平方向的運動性質.
正確應用平拋運動規(guī)律:水平方向勻速直線運動,豎直方向自由落體運動;然后進一步根據勻變速直線運動的規(guī)律、推論求解bc兩點的速率,從而求解.
解答:解:(1)C在射出時碰撞開關S,兩小球同時開始運動,C做平拋運動,E做自由落體運動,結果同時落地,則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動,故ACD錯誤,B正確
(2)①根據v0=
x
t
,x=2L,t=
1
f
=
1
25
s=0.04s
代入可得:v0=0.80m/s
b點豎直方向分速度vy=
L+2L
2T
=
3×1.6×10-2
2×0.04
=0.6m/s
根據速度合成,b點的速率vb=
v
2
0
+
v
2
y
=
0.82+0.62
=1.00m/s
②小球從b→c過程中,重力做正功,故重力勢能減少△EP=mg×2L=2mgL
動能增加量△EK=
1
2
m
v
2
c
-
1
2
m
v
2
b
=
1
2
m(
v
2
0
+
v
2
yc
-
v
2
0
-
v
2
yb
)
=
1
2
m(
v
2
yc
-
v
2
yb
)

vyc=
5L
2T
,vyb=
3L
2T

代入上式得:△EK=2m
L2
T2
=2mf2L2
故答案為:(1)B;(2)①0.80 m/s;1.0 m/s;②2mgL; 2mf2L2
點評:本題考查了平拋物體的運動規(guī)律,要求同學們能從圖中讀出有用信息,并能夠利用平拋運動規(guī)律解題,難度適中.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示是研究平拋運動的實驗裝置,圖乙是實驗后在白紙上描出的軌跡和所測數據:
(1)在圖甲上標出O點及Ox、Oy軸,并說明這兩條坐標軸是如何作出來的.(g=9.8m/s2
利用重錘線作出Oy軸,過O點作Oy軸的垂線為Ox軸.
利用重錘線作出Oy軸,過O點作Oy軸的垂線為Ox軸.

(2)說明判別槽口切線是否水平的方法.
將小球置于槽口,看小球是否左右運動
將小球置于槽口,看小球是否左右運動

(3)根據圖中數據,求此平拋運動的初速度V0=
1.6m/s
1.6m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示是研究平拋運動的實驗裝置,小球從軌道上一定高處靜止釋放,經過一段軌道后落下,利用該裝置可以記錄小球的運動軌跡.
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(1)為保證實驗成功,對軌道末端的要求是:
 
水平(填“必須”或“不一定”).
(2)如圖乙所示,在一張印有小方格的紙上記錄了平拋運動軌跡,小方格的邊長L=5.00cm.小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式為vo=
 
(用L、g表示),其值是
 
(取g=9.8m/s2).
(3)在實驗操作中要求小球多次重復運動,則每次小球
 
從同一位置由靜止開始運動(填“必須”或“不一定”).

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