“研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示。小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。

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1. “研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示。小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。

(1) 实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重垂线、有孔的卡片，除此之外还需要的一项器材是（　　） A. 天平 B. 秒表 C. 刻度尺

(2) 如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为（40cm，20cm），g取10m/s² ，则小球平抛的初速度 $\text{[math]}$ m/s，若B点的横坐标为 $\text{[math]}$ ，则B点的纵坐标为 $\text{[math]}$ m。

(3) 一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点。用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的 $\text{[math]}$ 处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A。将木板向后平移至 $\text{[math]}$ 处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B。O、 $\text{[math]}$ 间的距离为x₁ ， O、 $\text{[math]}$ 间的距离为 $\text{[math]}$ ， A、B间的高度差为y。则小球抛出时的初速度 $\text{[math]}$ 为（　　） A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

【考点】

研究平抛物体的运动;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某物理实验小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。

(1) 他们在图甲所示实验中，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。下列说法正确的是（　　） A. 所用两球的质量必须相等 B. 可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动 C. 若地面不平，而是一个斜面，两球一定同时落地

(2) 他们在图乙所示的装置实验前（填“必须”或“不必”）将轨道末端调成水平，实验时，小球（填“必须”或“不必”）从OP轨道的同一位置由静止释放，准备实验时（填“必须”或“不必”）保证轨道光滑。他们记录了小球在运动途中经过A、B、C三个位置，如图丙所示，已知实验时所用方格纸的每个格的边长 $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ ，则该小球做平抛运动的初速度大小 $\text{[math]}$ m/s（计算结果取三位有效数字），图中O点（填“是”或“不是”）小球做平抛运动的抛出点。

实验探究题普通

2. 某同学探究平抛运动的特点。

（1）用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。

①关于该实验，下列说法正确的是（选填选项前的字母）

A．A、B两球应选用体积小、质量大的小球

B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上

C．比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度

②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此说明A球。

（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道 $\text{[math]}$ 滑下后从斜槽末端 $\text{[math]}$ 飞出，落在水平挡板 $\text{[math]}$ 上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时， $\text{[math]}$ 球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。下列操作中有必要的是（选填选项前的字母）。

A．通过调节使斜槽末段保持水平

B．挡板高度等间距变化

C．通过调节使硬板保持竖直

D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦

E．以小球在 $\text{[math]}$ 点时球心在白纸上的对应点为起始点

（3）若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图3所示，在轨迹上取 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三点， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的水平间距相等且均为 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的竖直间距分别是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。

实验探究题普通

3. 2023 年夏天，异常炎热，这注定水枪玩具销售火爆，不仅儿童玩水枪，甚至成人也开始玩。据《钛媒体》报道，今年夏天，汕头的工厂几乎都在做电动水枪，生产电动水枪的玩具厂数量相较去年翻了至少 5 倍；在玩具枪市场，今年夏天水枪销量占比已经超过了 $\text{[math]}$ 。周潇同学有一把电动水枪，它有三种模式，一种是散射，一种是直线连续喷射，还有一种是脉冲式发射。周潇同学想测定后两种模式水枪的发射速度。

（1）将电动水枪水平固定在铁架台上，采用直线连续喷水模式，按压扳机后细水柱沿直线喷出，在空中划出一条曲线。在铁架台后面平行于水枪竖直固定一块坐标板，使 $\text{[math]}$ 点处于枪口位置， $\text{[math]}$ 轴与枪口在同一水平线上，水枪喷水后用手机拍照，得到如图乙所示的轨迹。如果重力加速度 $\text{[math]}$ ，根据图中轨迹可得初速度v₀=m/s。（结果保留一位小数）

（2）如果水枪并不完全水平，而是枪口略向下偏，则根据图乙数据测出的初速度相对实际值（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。

（3）改用脉冲发射方式，每次发射都射出一个“水弹”（很短的小水柱）。测出枪口的高度及“水弹”的射程。改变水枪高度，多次实验。根据实验数据作出枪口高度“y”与射程的平方（x²）关系图线如图丙所示∶

如果重力加速度 $\text{[math]}$ ，由图可知水枪发射 “水弹” 的初速度大小为 $\text{[math]}$ 。

实验探究题普通