高中 | 探究平抛运动的特点 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.3 实验:研究平抛运动

探究平抛运动的特点

某实验小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验。

除了铁架台、木板、小球、斜槽、挡板、铅笔、图钉、坐标纸之外,下列器材中还需要的是                   。

["

秒表

","

天平

","

重垂线

","

弹簧测力计

"]
[["C"]]

利用重垂线确定$y$轴方向,从而确定$x$轴,所以还需要的是重垂线,故$\rm ABD$错误,$\rm C$正确。

故选:$\rm C$

在正确操作下,得到如图乙所示的平抛运动图像(只画出$3$个位置的情况),图中小方格的边长均为$3.2\;\rm cm$,取重力加速度大小$g=10\;\rm m/s^{2}$,则小球做平抛运动的水平初速度大小是              $\;\rm m/s$,小球运动到$B$点时竖直方向的分速度的大小为                 $\;\rm m/s$

[]
[["$1.2$","$1.6$"]]

由于小球水平方向做匀速直线运动,可知相邻两点间时间间隔相等,设为$T$

在竖直方向上,根据

$\Delta y=gT^{2}$

$y_{BC}-y_{AB}=gT^{2}$

可得时间间隔$T=\sqrt{\dfrac{y_{BC}-y_{AB}}{g}}=\sqrt{\dfrac{(5\times 3.2-3\times 3.2)\times 10^{-2}}{10}}\;\rm s=0.08\;\rm s$

$v_{x}=\dfrac{x_{AB}}{T}=\dfrac{3\times 3.2\times 10^{-2}}{0.08}\;\rm m/s=1.2\;\rm m/s$

根据匀变速直线运动中,中点时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,可知小球运动到$B$点时竖直方向的分速度的大小为$v_{y}=\dfrac{y_{AC}}{2T}=\dfrac{8\times 3.2\times 10^{-2}}{2\times 0.08}\;\rm m/s=1.6\;\rm m/s$

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