資源簡(jiǎn)介

專題10 實(shí)驗(yàn)：平拋運(yùn)動(dòng)和機(jī)械能守恒定律
目錄
01、TOC \o "1-2" \h \u HYPERLINK \l _Toc17099 知識(shí)精講 1
02、 HYPERLINK \l _Toc13874 題型過關(guān) 6
HYPERLINK \l _Toc19966 題型一 力探究平拋運(yùn)動(dòng) 6
HYPERLINK \l _Toc12308 題型二 重力探究機(jī)械能守恒定律 9
03、 HYPERLINK \l _Toc3011 實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練 12
知識(shí)點(diǎn)一 探究平拋運(yùn)動(dòng)
基本要求
一、實(shí)驗(yàn)思路
由于物體是沿著水平方向拋出的，在運(yùn)動(dòng)過程中只受到豎直向下的重力作用，因此我們可以嘗試將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)．
二、實(shí)驗(yàn)器材
1．探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)器材：小錘一個(gè)、兩個(gè)相同的小鐵球、平拋豎落儀一個(gè)．
2．探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)器材：斜槽、鋼球、白紙、復(fù)寫紙、鉛垂線、鉛筆、平拋鐵架臺(tái)(有背板及水平放置的可上下調(diào)節(jié)的擋板).
三、探究過程
1．探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)：
如圖甲所示，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運(yùn)動(dòng)；同時(shí)B球被松開，自由下落．A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，觀察兩球哪個(gè)先落地．分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
(2)分析：仔細(xì)觀察可以得知，不管小鋼球距地面的高度為多大，也不管小錘擊打金屬片的力度多大(小錘擊打金屬片的力度越大，小鋼球A水平拋出的初速度越大)，兩小鋼球每次都是同時(shí)落地．說明兩小鋼球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，也就說明了做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．
2．探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)按照?qǐng)D乙所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置．
(2)將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上．
(3)調(diào)節(jié)斜槽M末端水平．
(4)讓鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)．鋼球落到傾斜的擋板上后，就會(huì)擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡．
(5)上下調(diào)節(jié)擋板N，通過多次實(shí)驗(yàn)，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個(gè)位置．
(6)用平滑曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
(7)根據(jù)軌跡確定水平分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)1得出的平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向分運(yùn)動(dòng)的自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，取“相等的時(shí)間間隔”．
②根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式h＝gt2我們可以得出，在相鄰相等的時(shí)間間隔內(nèi)物體所發(fā)生的位移之比為1∶3∶5∶…∶(2n＋1)，那么我們就可以從坐標(biāo)系的縱軸上選取長度分別為h，3h，5h的相鄰線段，即選取縱坐標(biāo)分別為h，4h，9h的三個(gè)點(diǎn)，如圖所示．
③在平拋的軌跡上找出水平分運(yùn)動(dòng)在相鄰相等的時(shí)間間隔里所到達(dá)的位置，例如O，A，B，C等點(diǎn)，就找出了水平分運(yùn)動(dòng)在相鄰相等的時(shí)間間隔內(nèi)所發(fā)生的位移．
若相等時(shí)間內(nèi)水平方向的位移在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則水平分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是勻速直線運(yùn)動(dòng)．
方法規(guī)律
1、數(shù)據(jù)處理
(1)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線
如圖所示，在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3…，把線段OA1的長度記為l，則OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3…向下作垂線，與軌跡交點(diǎn)分別記為M1、M2、M3…，若軌跡是一條拋物線，則各點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)之間應(yīng)該滿足關(guān)系式y(tǒng)＝ax2(a是待定常量)，用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)值代入y＝ax2求出a，再測(cè)量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，代入y＝ax2，若在誤差范圍內(nèi)都滿足這個(gè)關(guān)系式，則這條曲線是一條拋物線．
(2)計(jì)算平拋物體的初速度
情景1：若原點(diǎn)O為拋出點(diǎn)，利用公式x＝v0t和y＝gt2即可求出多個(gè)初速度v0＝x，最后求出初速度的平均值，這就是做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的初速度．
情景2：若原點(diǎn)O不是拋出點(diǎn)
①在軌跡曲線上取三點(diǎn)A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如圖所示．A到B與B到C的時(shí)間相等，設(shè)為T.
②用刻度尺分別測(cè)出yA、yB、yC，則有yAB＝y(tǒng)B－yA，yBC＝y(tǒng)C－yB.
③yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上兩式得v0＝x.
2、注意事項(xiàng)
(1)為了保證實(shí)驗(yàn)精度，必須保證背板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面．
(2)安裝斜槽時(shí)，其末端切線水平．
(3)小球每次必須從斜槽上同位置由靜止?jié)L下．
(4)坐標(biāo)原點(diǎn)：坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)．
應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在背板上的投影點(diǎn)．
3、誤差分析
(1)安裝斜槽時(shí)，其末端不水平．
(2)鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)受空氣阻力影響．
(3)鋼球每次滾下的初位置不相同．
(4)建立坐標(biāo)系時(shí)，誤將斜槽口在背板上的投影點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)．
知識(shí)點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)：探究機(jī)械能守恒定律
基本要求
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
二、實(shí)驗(yàn)原理
通過實(shí)驗(yàn)，求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過程動(dòng)能的增加量，若二者相等，說明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
三、實(shí)驗(yàn)器材
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、導(dǎo)線兩根．
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．安裝置：按實(shí)驗(yàn)原理圖將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路．
2．打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方．先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復(fù)做3次～5次實(shí)驗(yàn)．
3．選紙帶：(1)用mgh＝mv2來驗(yàn)證，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶．
(2)用mv－mv＝mgΔh驗(yàn)證時(shí)，只要A、B之間的點(diǎn)跡清晰即可選用．
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在誤差允許的范圍內(nèi)，自由落體運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒
方法規(guī)律
一、驗(yàn)證方案
方案一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算．代入ghn和v，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ghn＝v，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
方案二：任取兩點(diǎn)計(jì)算
1．任取兩點(diǎn)A、B測(cè)出hAB，算出ghAB.
2．算出v－v的值．
3．如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ghAB＝v－v，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
方案三：圖象法．從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，繪出v2－h(huán)圖線，若是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
二、誤差分析
1．測(cè)量誤差：減小測(cè)量誤差的方法，一是測(cè)下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測(cè)量完，二是多測(cè)幾次取平均值．
2．系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量ΔEk＝mv必定稍小于重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mghn，改進(jìn)辦法是調(diào)整安裝的器材，盡可能地減小阻力．
三、注意事項(xiàng)
1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以減少摩擦阻力．
2．重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料．
3．測(cè)長度，算速度：某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt來計(jì)算．
題型一 探究平拋運(yùn)動(dòng)
1．某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置研究“平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
．把復(fù)寫紙和白紙固定在豎直的硬板上，在硬板的左上方固定斜槽，并使其末端保持水平
．將小球從斜槽點(diǎn)由靜止釋放，用擋板擋住小球，在白紙上留下小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)
．改變擋板的位置，不斷重復(fù)步驟，則在白紙上留下一系列小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)要完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€需增加下列實(shí)驗(yàn)步驟：　　。
（A）用天平測(cè)量小球質(zhì)量
（B）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑
（C）通過重錘線，在白紙上畫出豎直線
（2）圖乙所示，、、是平拋運(yùn)動(dòng)的三個(gè)痕跡點(diǎn)，坐標(biāo)紙每小格邊豎直方向長為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑥膱D中可以判斷出點(diǎn) 　　（填“是”或“不是” 平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)。該小球從槽口末端水平拋出的初速度　　（保留2位有效數(shù)字）。
2．如圖甲所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置（帶傳感器），在某次試驗(yàn)中描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖乙所示，、、、是軌跡上的四個(gè)點(diǎn)，同時(shí)傳感器也記錄了小球從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，已知方格的邊長為，回答下列問題：
（1）小球的初速度為 　　（用題中已知物理量表示）。
（2）點(diǎn) 　　（選填“是”或“不是” 平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。
（3）計(jì)算得出重力加速度　　（用題中已知物理量表示）。
（4）圖丙是實(shí)驗(yàn)中小球從斜槽上不同位置下落獲得的兩條軌跡，圖線①所對(duì)應(yīng)的平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 　　（選填“較小”或“較大” ，圖線②所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置 　　（選填“較低”或“較高” 。
3．用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列做法不正確的是 　　（填選項(xiàng)前的字母）。
選擇體積小、質(zhì)量大的小球
借助重垂線確定豎直方向
先拋出小球，再打開頻閃儀
沿水平方向拋出小球
（2）圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，球沿水平方向拋出，同時(shí)球自由落下，空氣阻力忽略不計(jì)，借助頻閃儀拍攝上述運(yùn)動(dòng)過程。圖2為某次實(shí)驗(yàn)的頻閃照片，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時(shí)刻、兩球的位置，可探究平拋運(yùn)動(dòng) 　　（填“水平”、“豎直” 分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
（3）某同學(xué)使小球從高度為的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運(yùn)動(dòng)（每秒頻閃25次），空氣阻力忽略不計(jì)，最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)的 　　個(gè)位置。
4．采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要下列哪個(gè)器材 　　
．彈簧秤．重錘線．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
（2）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。下列的一些操作要求，正確的是 　　（多選）
．每次必須由同一位置靜止釋放小球
．每次必須嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置
．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
題型二 探究機(jī)械能守恒定律
5．某同學(xué)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，具體步驟如下：
（1）用細(xì)繩將質(zhì)量均可不計(jì)的定滑輪和動(dòng)滑輪按照?qǐng)D（a）所示的方式連接，細(xì)繩的一端系在天花板上，另一端系著重物。紙帶豎直穿過固定好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與重物下端相連。用手托住動(dòng)滑輪與鉤碼，讓系統(tǒng)保持靜止；
（2）先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后同時(shí)釋放鉤碼和重物，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列清晰的點(diǎn)跡。為使重物帶動(dòng)紙帶向上運(yùn)動(dòng)，鉤碼的質(zhì)量與重物的質(zhì)量之間的關(guān)系應(yīng)滿足 　　；
（3）關(guān)閉電源，取下紙帶，選取合適的連續(xù)點(diǎn)，標(biāo)記出計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖（b）所示。測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到點(diǎn)的距離，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率，利用紙帶分別計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度大小，用電腦繪制圖像。
用天平測(cè)出鉤碼質(zhì)量，重物的質(zhì)量，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｈ粼搶?shí)驗(yàn)滿足機(jī)械能守恒定律，則圖像斜率的理論值為 　　（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；
（4）若實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中阻力不能忽略，則實(shí)際圖線的斜率與理論值相比 　　（選填“偏大”“偏小”或“不變” 。
6．用如圖1所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮椤?br/>（1）實(shí)驗(yàn)室有兩個(gè)質(zhì)量差不多的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選體積較 　　（填“大”或“小” 的重物。
（2）若實(shí)驗(yàn)時(shí)所選重物的質(zhì)量為、某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示，把紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)記作，另選4個(gè)連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離分別為、、、，則從打下點(diǎn)到打下點(diǎn)的過程中，測(cè)得重物重力勢(shì)能的減少量為 　　，動(dòng)能的增加量為 　　。
7．利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。
（1）已如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離為、、、。由此可知打下點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為 　　（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（2）重物固定在紙帶的 　　端（選填“左”或“右” ；
（3）選取某個(gè)過程，發(fā)現(xiàn)重物動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，造成這一結(jié)果的原因可能是 　　。
．重物質(zhì)量過大
．電源電壓高于規(guī)定值
．重物質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤
．先釋放紙帶，后接通電源
（4）某同學(xué)在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到某一計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，計(jì)算出對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度，描繪出圖像。下列說法中正確的是 　　。
．為減小誤差，應(yīng)利用公式計(jì)算重物在各點(diǎn)的速度
．在選取紙帶時(shí)，必須選取第1、2兩點(diǎn)間距為的紙帶
．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能一定守恒
．若圖像是一條不過原點(diǎn)的直線，重物下落過程中機(jī)械能也可能守恒
8．某同學(xué)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物自由下落的運(yùn)動(dòng)過程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交變電源的頻率為，取。
（1）某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖乙所示，選取了五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5，并測(cè)量出各個(gè)點(diǎn)到1點(diǎn)的距離。用該段紙帶驗(yàn)證機(jī)械能守恒，不考慮誤差，可選用的過程為 　　（填正確答案標(biāo)號(hào)）。
到5
到4
到4
到5
（2）已知重物質(zhì)量為，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)，重物的動(dòng)能為　　（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），從1點(diǎn)到4點(diǎn)的過程，重物的重力勢(shì)能減小量為　　（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），的主要原因是 　　。
1．三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。為了減少誤差，下列選項(xiàng)中必須盡量要保證的是 　　。（填序號(hào)）
．槽與小球間無摩擦
．槽末端切線水平
．小球每次自由滾下的位置必須相同
（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把球沿水平方向彈出，同時(shí)球被松開自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘打擊的力度，即改變球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明 　　。（填序號(hào)）
．平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)
．平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)
（3）丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法，拍攝到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片如圖丙所示，小球在平拋運(yùn)動(dòng)中的幾個(gè)位置如圖中、、、所示，圖中每個(gè)小方格的邊長為，則該小球經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大小　　。取
2．某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置研究“平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
．把復(fù)寫紙和白紙固定在豎直的硬板上，在硬板的左上方固定斜槽，并使其末端保持水平
．將小球從斜槽點(diǎn)由靜止釋放，用擋板擋住小球，在白紙上留下小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)
．改變擋板的位置，不斷重復(fù)步驟，則在白紙上留下一系列小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)要完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€需增加下列實(shí)驗(yàn)步驟：　　。
（A）用天平測(cè)量小球質(zhì)量
（B）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑
（C）通過重錘線，在白紙上畫出豎直線
（2）圖乙所示，、、是平拋運(yùn)動(dòng)的三個(gè)痕跡點(diǎn)，坐標(biāo)紙每小格邊豎直方向長為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑥膱D中可以判斷出點(diǎn) 　　（填“是”或“不是” 平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)。該小球從槽口末端水平拋出的初速度　　（保留2位有效數(shù)字）。
3．圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。
（1）（單選）在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，下列因素不會(huì)使“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)的誤差增大的是 　　。
．小球與斜槽之間有摩擦
．安裝斜槽時(shí)其末端不水平
．建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)
．根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上選取的計(jì)算點(diǎn)離原點(diǎn)很近
（2）實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)和豎直坐標(biāo)，圖2中圖像能說明平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是 　　。
（3）圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，為平拋起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)、、，測(cè)得、、三點(diǎn)豎直坐標(biāo)為、為、為，測(cè)得、兩點(diǎn)水平距離△為，則小球在點(diǎn)的速度為　　取。
4．在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中
（1）用圖1裝置進(jìn)行探究，下列說法正確的是 　　。
．只能探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
．需改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)
．能同時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)水平、豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
（2）用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 　　。
．斜槽軌道必須光滑且其末端水平
．上下調(diào)節(jié)擋板時(shí)必須每次等間距移動(dòng)
．小鋼球從斜槽上同一位置靜止?jié)L下
（3）用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，豎直擋板上附有復(fù)寫紙和白紙，可以記下鋼球撞擊擋板時(shí)的點(diǎn)跡。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直擋板初始位置緊靠斜槽末端，鋼球從斜槽上點(diǎn)靜止?jié)L下，撞擊擋板留下點(diǎn)跡0，將擋板依次水平向右移動(dòng)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，擋板上留下點(diǎn)跡1、2、3、4。以點(diǎn)跡0為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下建立坐標(biāo)軸，各點(diǎn)跡坐標(biāo)值分別為、、、。測(cè)得鋼球直徑為，則鋼球平拋初速度為 　　。
．
．
．
．
5．頻閃攝影每隔相同的時(shí)間曝光一次，可以定格物體的運(yùn)動(dòng)瞬間，記錄一串連續(xù)的動(dòng)作。某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用頻閃攝影的方法研究小球做平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，小球從斜槽末端拋出后，以坐標(biāo)方格紙為背景，小組同學(xué)用頻閃照相機(jī)曝光6次，得到了如圖所示的照片，其中第5個(gè)像點(diǎn)污損。沿水平方向建立軸，豎直方向建立軸，為坐標(biāo)原點(diǎn)。已知坐標(biāo)紙的每個(gè)小方格邊長均為，重力加速度取。
（1）污損處小球的第5個(gè)像點(diǎn)的位置坐標(biāo)為 　　；
（2）從小球離開斜槽末端到拍下第1個(gè)像點(diǎn)，小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 　　；
（3）沿著小球經(jīng)過第3個(gè)像點(diǎn)時(shí)的速度方向畫反向延長線交軸于點(diǎn)，點(diǎn)的橫坐標(biāo) 　　（填“大于”、“小于”或“等于” 。
6．某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)中將鐵架臺(tái)豎直放置，上端固定電磁鐵，在電磁鐵下方固定一個(gè)位置可調(diào)節(jié)的光電門。
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，若測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，則小球的直徑　　；
（2）閉合電磁鐵的開關(guān)，吸住小球；測(cè)出小球與光電門間的高度差；斷開開關(guān)，小球由靜止自由下落，記錄小球通過光電門的擋光時(shí)間。若某次實(shí)驗(yàn)中小球通過光電門的擋光時(shí)間為，則小球此次通過光電門時(shí)的速度大小為 　　（用、表示）。
（3）多次改變光電門的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出小球與光電門間的高度差和記錄小球通過光電門的擋光時(shí)間。以為縱軸、為橫軸，作出圖像，圖像為過原點(diǎn)的直線，直線的斜率為，若機(jī)械能守恒則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮〗频扔?　　（用、表示）。
7．某同學(xué)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，具體步驟如下：
（1）用細(xì)繩將質(zhì)量均可不計(jì)的定滑輪和動(dòng)滑輪按照?qǐng)D（a）所示的方式連接，細(xì)繩的一端系在天花板上，另一端系著重物。紙帶豎直穿過固定好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與重物下端相連。用手托住動(dòng)滑輪與鉤碼，讓系統(tǒng)保持靜止；
（2）先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后同時(shí)釋放鉤碼和重物，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列清晰的點(diǎn)跡。為使重物帶動(dòng)紙帶向上運(yùn)動(dòng)，鉤碼的質(zhì)量與重物的質(zhì)量之間的關(guān)系應(yīng)滿足 　　；
（3）關(guān)閉電源，取下紙帶，選取合適的連續(xù)點(diǎn)，標(biāo)記出計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖（b）所示。測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到點(diǎn)的距離，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率，利用紙帶分別計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度大小，用電腦繪制圖像。
用天平測(cè)出鉤碼質(zhì)量，重物的質(zhì)量，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｈ粼搶?shí)驗(yàn)滿足機(jī)械能守恒定律，則圖像斜率的理論值為 　　（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；
（4）若實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中阻力不能忽略，則實(shí)際圖線的斜率與理論值相比 　　（選填“偏大”“偏小”或“不變” 。
8．用如圖1所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮椤?br/>（1）實(shí)驗(yàn)室有兩個(gè)質(zhì)量差不多的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選體積較 　　（填“大”或“小” 的重物。
（2）若實(shí)驗(yàn)時(shí)所選重物的質(zhì)量為、某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示，把紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)記作，另選4個(gè)連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離分別為、、、，則從打下點(diǎn)到打下點(diǎn)的過程中，測(cè)得重物重力勢(shì)能的減少量為 　　，動(dòng)能的增加量為 　　。
9．利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。
（1）已如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離為、、、。由此可知打下點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為 　　（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（2）重物固定在紙帶的 　　端（選填“左”或“右” ；
（3）選取某個(gè)過程，發(fā)現(xiàn)重物動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，造成這一結(jié)果的原因可能是 　　。
．重物質(zhì)量過大
．電源電壓高于規(guī)定值
．重物質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤
．先釋放紙帶，后接通電源
（4）某同學(xué)在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到某一計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，計(jì)算出對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度，描繪出圖像。下列說法中正確的是 　　。
．為減小誤差，應(yīng)利用公式計(jì)算重物在各點(diǎn)的速度
．在選取紙帶時(shí)，必須選取第1、2兩點(diǎn)間距為的紙帶
．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能一定守恒
．若圖像是一條不過原點(diǎn)的直線，重物下落過程中機(jī)械能也可能守恒
10．某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒。他們準(zhǔn)備了、兩個(gè)小鐵盒子、鐵架臺(tái)，在鐵架臺(tái)上固定了輕質(zhì)光滑滑輪，光電門及配套的計(jì)時(shí)裝置，為固定在上、寬度為的細(xì)遮光條（質(zhì)量不計(jì)），其它可用器材：刻度尺、砝碼若干、細(xì)線。
（1）測(cè)量、盒子的質(zhì)量：
①在鐵架臺(tái)上標(biāo)記一位置，并測(cè)得該位置與光電門之間的距離為。取出質(zhì)量為的砝碼栓在細(xì)線的一端，另一端繞過定滑輪系在盒子上。讓從位置由靜止開始下降，則下落過程中，測(cè)得速光條通過光電門的時(shí)間為△，已知重力加速度為，則下落過程中的加速度大小　　（用、△、表示），盒子的質(zhì)量　　（用、、表示）。
②換不同的砝碼，重復(fù)步驟①，得到多組并求平均值；盒子的質(zhì)量也用同樣的方法測(cè)量。最終小組成員得到：，。
（2）接看將細(xì)線右端的砝碼換成盒子，左端為盒子，再把4個(gè)的砝碼放進(jìn)盒子，1個(gè)的砝碼放進(jìn)盒子，讓盒子從位置由靜止釋放。盒子下落過程中，測(cè)得遮光條通過光電門的時(shí)間為△。以后每次拿一個(gè)砝碼放到盒子，其余的砝碼留在盒子里，重復(fù)前面的操作。最后得到五組盒子中砝碼個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的遮光時(shí)間△。
（3）為了驗(yàn)證、盒子組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，以為橫坐標(biāo)，以 　　（選填△、△，、為縱坐標(biāo)，可以得到線性圖像，如果圖像斜率數(shù)值接近 　　，則在誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為、盒子組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒（保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取。專題10 實(shí)驗(yàn)：平拋運(yùn)動(dòng)和機(jī)械能守恒定律
目錄
01、TOC \o "1-2" \h \u HYPERLINK \l _Toc17099 知識(shí)精講 1
02、 HYPERLINK \l _Toc13874 題型過關(guān) 6
HYPERLINK \l _Toc19966 題型一 力探究平拋運(yùn)動(dòng) 6
HYPERLINK \l _Toc12308 題型二 重力探究機(jī)械能守恒定律 11
03、 HYPERLINK \l _Toc3011 實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練 16
知識(shí)點(diǎn)一 探究平拋運(yùn)動(dòng)
基本要求
一、實(shí)驗(yàn)思路
由于物體是沿著水平方向拋出的，在運(yùn)動(dòng)過程中只受到豎直向下的重力作用，因此我們可以嘗試將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)．
二、實(shí)驗(yàn)器材
1．探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)器材：小錘一個(gè)、兩個(gè)相同的小鐵球、平拋豎落儀一個(gè)．
2．探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)器材：斜槽、鋼球、白紙、復(fù)寫紙、鉛垂線、鉛筆、平拋鐵架臺(tái)(有背板及水平放置的可上下調(diào)節(jié)的擋板).
三、探究過程
1．探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)：
如圖甲所示，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運(yùn)動(dòng)；同時(shí)B球被松開，自由下落．A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，觀察兩球哪個(gè)先落地．分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
(2)分析：仔細(xì)觀察可以得知，不管小鋼球距地面的高度為多大，也不管小錘擊打金屬片的力度多大(小錘擊打金屬片的力度越大，小鋼球A水平拋出的初速度越大)，兩小鋼球每次都是同時(shí)落地．說明兩小鋼球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，也就說明了做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．
2．探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)按照?qǐng)D乙所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置．
(2)將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上．
(3)調(diào)節(jié)斜槽M末端水平．
(4)讓鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)．鋼球落到傾斜的擋板上后，就會(huì)擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡．
(5)上下調(diào)節(jié)擋板N，通過多次實(shí)驗(yàn)，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個(gè)位置．
(6)用平滑曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
(7)根據(jù)軌跡確定水平分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)1得出的平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向分運(yùn)動(dòng)的自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，取“相等的時(shí)間間隔”．
②根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式h＝gt2我們可以得出，在相鄰相等的時(shí)間間隔內(nèi)物體所發(fā)生的位移之比為1∶3∶5∶…∶(2n＋1)，那么我們就可以從坐標(biāo)系的縱軸上選取長度分別為h，3h，5h的相鄰線段，即選取縱坐標(biāo)分別為h，4h，9h的三個(gè)點(diǎn)，如圖所示．
③在平拋的軌跡上找出水平分運(yùn)動(dòng)在相鄰相等的時(shí)間間隔里所到達(dá)的位置，例如O，A，B，C等點(diǎn)，就找出了水平分運(yùn)動(dòng)在相鄰相等的時(shí)間間隔內(nèi)所發(fā)生的位移．
若相等時(shí)間內(nèi)水平方向的位移在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則水平分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是勻速直線運(yùn)動(dòng)．
方法規(guī)律
1、數(shù)據(jù)處理
(1)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線
如圖所示，在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3…，把線段OA1的長度記為l，則OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3…向下作垂線，與軌跡交點(diǎn)分別記為M1、M2、M3…，若軌跡是一條拋物線，則各點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)之間應(yīng)該滿足關(guān)系式y(tǒng)＝ax2(a是待定常量)，用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)值代入y＝ax2求出a，再測(cè)量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，代入y＝ax2，若在誤差范圍內(nèi)都滿足這個(gè)關(guān)系式，則這條曲線是一條拋物線．
(2)計(jì)算平拋物體的初速度
情景1：若原點(diǎn)O為拋出點(diǎn)，利用公式x＝v0t和y＝gt2即可求出多個(gè)初速度v0＝x，最后求出初速度的平均值，這就是做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的初速度．
情景2：若原點(diǎn)O不是拋出點(diǎn)
①在軌跡曲線上取三點(diǎn)A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如圖所示．A到B與B到C的時(shí)間相等，設(shè)為T.
②用刻度尺分別測(cè)出yA、yB、yC，則有yAB＝y(tǒng)B－yA，yBC＝y(tǒng)C－yB.
③yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上兩式得v0＝x.
2、注意事項(xiàng)
(1)為了保證實(shí)驗(yàn)精度，必須保證背板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面．
(2)安裝斜槽時(shí)，其末端切線水平．
(3)小球每次必須從斜槽上同位置由靜止?jié)L下．
(4)坐標(biāo)原點(diǎn)：坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)．
應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在背板上的投影點(diǎn)．
3、誤差分析
(1)安裝斜槽時(shí)，其末端不水平．
(2)鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)受空氣阻力影響．
(3)鋼球每次滾下的初位置不相同．
(4)建立坐標(biāo)系時(shí)，誤將斜槽口在背板上的投影點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)．
知識(shí)點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)：探究機(jī)械能守恒定律
基本要求
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
二、實(shí)驗(yàn)原理
通過實(shí)驗(yàn)，求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過程動(dòng)能的增加量，若二者相等，說明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
三、實(shí)驗(yàn)器材
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、導(dǎo)線兩根．
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．安裝置：按實(shí)驗(yàn)原理圖將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路．
2．打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方．先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復(fù)做3次～5次實(shí)驗(yàn)．
3．選紙帶：(1)用mgh＝mv2來驗(yàn)證，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶．
(2)用mv－mv＝mgΔh驗(yàn)證時(shí)，只要A、B之間的點(diǎn)跡清晰即可選用．
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在誤差允許的范圍內(nèi)，自由落體運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒
方法規(guī)律
一、驗(yàn)證方案
方案一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算．代入ghn和v，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ghn＝v，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
方案二：任取兩點(diǎn)計(jì)算
1．任取兩點(diǎn)A、B測(cè)出hAB，算出ghAB.
2．算出v－v的值．
3．如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ghAB＝v－v，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
方案三：圖象法．從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，繪出v2－h(huán)圖線，若是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
二、誤差分析
1．測(cè)量誤差：減小測(cè)量誤差的方法，一是測(cè)下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測(cè)量完，二是多測(cè)幾次取平均值．
2．系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量ΔEk＝mv必定稍小于重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mghn，改進(jìn)辦法是調(diào)整安裝的器材，盡可能地減小阻力．
三、注意事項(xiàng)
1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以減少摩擦阻力．
2．重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料．
3．測(cè)長度，算速度：某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt來計(jì)算．
題型一 探究平拋運(yùn)動(dòng)
1．某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置研究“平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
．把復(fù)寫紙和白紙固定在豎直的硬板上，在硬板的左上方固定斜槽，并使其末端保持水平
．將小球從斜槽點(diǎn)由靜止釋放，用擋板擋住小球，在白紙上留下小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)
．改變擋板的位置，不斷重復(fù)步驟，則在白紙上留下一系列小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)要完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€需增加下列實(shí)驗(yàn)步驟：　　。
（A）用天平測(cè)量小球質(zhì)量
（B）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑
（C）通過重錘線，在白紙上畫出豎直線
（2）圖乙所示，、、是平拋運(yùn)動(dòng)的三個(gè)痕跡點(diǎn)，坐標(biāo)紙每小格邊豎直方向長為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑥膱D中可以判斷出點(diǎn) 　　（填“是”或“不是” 平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)。該小球從槽口末端水平拋出的初速度　　（保留2位有效數(shù)字）。
【答案】（1）；
（2）不是；1.5。
【解答】解：（1）平拋實(shí)驗(yàn)不需要小球質(zhì)量與直徑，但需要保證坐標(biāo)紙豎直，所以還需要增加的步驟是：在斜槽末端懸掛重錘以確定豎直方向，故正確，錯(cuò)誤；
（2）若點(diǎn)為平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)，豎直方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比應(yīng)為，由圖可知，不滿足此規(guī)律，故點(diǎn)不是平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)，由過程和過程水平方向位移相等，可知時(shí)間也相等，水平方向豎直方向分別列式得：
△
聯(lián)立解得：。
故答案為：（1）；
（2）不是；1.5。
2．如圖甲所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置（帶傳感器），在某次試驗(yàn)中描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖乙所示，、、、是軌跡上的四個(gè)點(diǎn)，同時(shí)傳感器也記錄了小球從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，已知方格的邊長為，回答下列問題：
（1）小球的初速度為 　　（用題中已知物理量表示）。
（2）點(diǎn) 　　（選填“是”或“不是” 平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。
（3）計(jì)算得出重力加速度　　（用題中已知物理量表示）。
（4）圖丙是實(shí)驗(yàn)中小球從斜槽上不同位置下落獲得的兩條軌跡，圖線①所對(duì)應(yīng)的平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 　　（選填“較小”或“較大” ，圖線②所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置 　　（選填“較低”或“較高” 。
【答案】（1）；（2）是；（3）；（4）較大；較低
【解答】解：（1）由圖乙分析可得，、，、四個(gè)點(diǎn)中每相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的水平位移相同，均為，小球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，相鄰兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同均為，則小球的初速度；
（2）由圖乙可得，小球從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，在豎直方向，連續(xù)相鄰相等時(shí)間間隔的兩個(gè)點(diǎn)之間的豎直位移分別為、、，比值為，對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)才滿足以上位移關(guān)系特點(diǎn)，說明在點(diǎn)，小球豎直方向分速度為0，點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)；
（3）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律△，由圖知△，可得重力加速度；
（4）圖丙是平拋運(yùn)動(dòng)的兩條軌跡，取相同的豎直高度，則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，由可知，圖線①的水平位移長，其初速度較大，需要從較高的位置滾下獲得較大的初速度，則圖線②所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置較低。
故答案為：（1）；（2）是；（3）；（4）較大；較低
3．用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列做法不正確的是 　　（填選項(xiàng)前的字母）。
選擇體積小、質(zhì)量大的小球
借助重垂線確定豎直方向
先拋出小球，再打開頻閃儀
沿水平方向拋出小球
（2）圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，球沿水平方向拋出，同時(shí)球自由落下，空氣阻力忽略不計(jì)，借助頻閃儀拍攝上述運(yùn)動(dòng)過程。圖2為某次實(shí)驗(yàn)的頻閃照片，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時(shí)刻、兩球的位置，可探究平拋運(yùn)動(dòng) 　　（填“水平”、“豎直” 分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
（3）某同學(xué)使小球從高度為的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運(yùn)動(dòng)（每秒頻閃25次），空氣阻力忽略不計(jì)，最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)的 　　個(gè)位置。
【答案】（1）；（2）豎直；（3）11
【解答】解：（1）選擇體積小、質(zhì)量大的小球，可以減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，故正確；
實(shí)驗(yàn)中需要借助重垂線來確定豎直方向，故正確；
為完整記錄小球的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，需要先打開頻閃儀，再拋出小球，故錯(cuò)誤；
為使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，必須沿水平方向拋出小球，故正確。
選擇做法不正確的，故選：。
（2）因和球?qū)Ρ鹊那蜃鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，只能根據(jù)任意時(shí)刻、兩球再豎直方向上的位置關(guān)系，來探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
（3）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)沿豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，則有：，
解得小球在空中運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：
頻閃周期為：
因：，故最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)的11個(gè)位置。
故答案為：（1）；（2）豎直；（3）11
4．采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要下列哪個(gè)器材 　　
．彈簧秤．重錘線．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
（2）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。下列的一些操作要求，正確的是 　　（多選）
．每次必須由同一位置靜止釋放小球
．每次必須嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置
．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
【解答】解：（1）做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘、白紙、米尺、重垂線。米尺的作用是能讀出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)。重垂線的作用是確保木板與白紙是在豎直面內(nèi)，使其與小球運(yùn)動(dòng)平面平行。時(shí)間可以通過豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)去求解，故不需要彈簧秤與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故錯(cuò)誤，正確。
故選：
（2）、因?yàn)橐嬐贿\(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度。故正確。
、記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時(shí)，每次不必嚴(yán)格地等距離下降，故錯(cuò)誤；
、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸，以免有阻力的影響，故正確。
、要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，故正確。
故選：。
故答案為：（1）；（2）。
題型二 探究機(jī)械能守恒定律
5．某同學(xué)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，具體步驟如下：
（1）用細(xì)繩將質(zhì)量均可不計(jì)的定滑輪和動(dòng)滑輪按照?qǐng)D（a）所示的方式連接，細(xì)繩的一端系在天花板上，另一端系著重物。紙帶豎直穿過固定好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與重物下端相連。用手托住動(dòng)滑輪與鉤碼，讓系統(tǒng)保持靜止；
（2）先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后同時(shí)釋放鉤碼和重物，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列清晰的點(diǎn)跡。為使重物帶動(dòng)紙帶向上運(yùn)動(dòng)，鉤碼的質(zhì)量與重物的質(zhì)量之間的關(guān)系應(yīng)滿足 　　；
（3）關(guān)閉電源，取下紙帶，選取合適的連續(xù)點(diǎn)，標(biāo)記出計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖（b）所示。測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到點(diǎn)的距離，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率，利用紙帶分別計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度大小，用電腦繪制圖像。
用天平測(cè)出鉤碼質(zhì)量，重物的質(zhì)量，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｈ粼搶?shí)驗(yàn)滿足機(jī)械能守恒定律，則圖像斜率的理論值為 　　（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；
（4）若實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中阻力不能忽略，則實(shí)際圖線的斜率與理論值相比 　　（選填“偏大”“偏小”或“不變” 。
【答案】（2）；（3）0.102；（4）偏大
【解答】解：（2）根據(jù)動(dòng)滑輪特點(diǎn)可知，為使重物帶動(dòng)紙帶向上運(yùn)動(dòng)，鉤碼的重力與重物的重力關(guān)系為：，可得兩者的質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足：。
（3）設(shè)打計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重物的速度為，若該實(shí)驗(yàn)滿足機(jī)械能守恒定律，則有：
已知：，，
代入數(shù)據(jù)整理得：
可得圖像斜率的理論值為。
（4）若實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中阻力不能忽略，根據(jù)動(dòng)能定理得：
代入數(shù)據(jù)整理得：
易知實(shí)際圖線的斜率與理論值相比偏大。
故答案為：（2）；（3）0.102；（4）偏大
6．用如圖1所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮椤?br/>（1）實(shí)驗(yàn)室有兩個(gè)質(zhì)量差不多的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選體積較 　小　（填“大”或“小” 的重物。
（2）若實(shí)驗(yàn)時(shí)所選重物的質(zhì)量為、某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示，把紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)記作，另選4個(gè)連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離分別為、、、，則從打下點(diǎn)到打下點(diǎn)的過程中，測(cè)得重物重力勢(shì)能的減少量為 　　，動(dòng)能的增加量為 　　。
【答案】（1）小；（2），
【解答】解：（1）為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)選擇質(zhì)量大、體積小的重物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）從打點(diǎn)到點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量△
做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，打點(diǎn)時(shí)重物的速度大小
該過程中，重物動(dòng)能增加量△
故答案為：（1）小；（2），
7．利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。
（1）已如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離為、、、。由此可知打下點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為 　3.7　（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（2）重物固定在紙帶的 　　端（選填“左”或“右” ；
（3）選取某個(gè)過程，發(fā)現(xiàn)重物動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，造成這一結(jié)果的原因可能是 　　。
．重物質(zhì)量過大
．電源電壓高于規(guī)定值
．重物質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤
．先釋放紙帶，后接通電源
（4）某同學(xué)在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到某一計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，計(jì)算出對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度，描繪出圖像。下列說法中正確的是 　　。
．為減小誤差，應(yīng)利用公式計(jì)算重物在各點(diǎn)的速度
．在選取紙帶時(shí)，必須選取第1、2兩點(diǎn)間距為的紙帶
．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能一定守恒
．若圖像是一條不過原點(diǎn)的直線，重物下落過程中機(jī)械能也可能守恒
【答案】（1）3.7；（2）左；（3）；（4）。
【解答】解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔；勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度，則點(diǎn)的速度等于間的平均速度，即
（2）重物做自由落體運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，則相鄰兩點(diǎn)間的距離逐漸增大，所以重物固定在紙帶的左端；
（3）、由可知，重物質(zhì)量過大、重物質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤都不會(huì)使動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，故錯(cuò)誤；
、電源電壓高于規(guī)定值不會(huì)影響打點(diǎn)周期，故錯(cuò)誤；
、若點(diǎn)的初速度不為0，則會(huì)使動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，則原因可能是先釋放紙帶，后接通電源，故正確。
故選：。
（4）、用公式等于是默認(rèn)機(jī)械能守恒定律，與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嚆＃瑒t實(shí)驗(yàn)中不能用計(jì)算重物在各點(diǎn)的速度，故錯(cuò)誤；
、若紙帶第1、2兩點(diǎn)間距不是，則紙帶初速度不為零，在選取紙帶時(shí)，可以選取其中兩點(diǎn)來驗(yàn)證，由機(jī)械能守恒定律得：，與第1、2兩點(diǎn)間距是否為無關(guān)，這時(shí)描繪出的圖像是一條不過原點(diǎn)的直線，但只要滿足圖線的斜率等于，就驗(yàn)證了重物下落過程中機(jī)械能守恒，故錯(cuò)誤，正確；
、設(shè)重物的加速度為，重物所受合力為，由動(dòng)能定理得：
只要重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖像就是一條過原點(diǎn)的直線，當(dāng)圖線的斜率小于時(shí)，機(jī)械能就不守恒，故錯(cuò)誤。
故選：。
故答案為：（1）3.7；（2）左；（3）；（4）。
8．某同學(xué)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物自由下落的運(yùn)動(dòng)過程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交變電源的頻率為，取。
（1）某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖乙所示，選取了五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5，并測(cè)量出各個(gè)點(diǎn)到1點(diǎn)的距離。用該段紙帶驗(yàn)證機(jī)械能守恒，不考慮誤差，可選用的過程為 　　（填正確答案標(biāo)號(hào)）。
到5
到4
到4
到5
（2）已知重物質(zhì)量為，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)，重物的動(dòng)能為　　（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），從1點(diǎn)到4點(diǎn)的過程，重物的重力勢(shì)能減小量為　　（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），的主要原因是 　　。
【答案】（1）；（2）0.80；0.22；打點(diǎn)1時(shí)重物具有初動(dòng)能
【解答】解：（1）選取過程后，驗(yàn)證機(jī)機(jī)械能中恒的等式為
需要算出初速度和末速度以及下落的距離，但是選取的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)無法直接算出1和5的速度大小。所以不選用1和5即可，故正確，錯(cuò)誤。
故選：。
（2）打4點(diǎn)時(shí)重物的速度大小
所以打4點(diǎn)時(shí)重物的動(dòng)能為
從1到4的過程，重物重力勢(shì)能的減小量
重力勢(shì)能減少量比動(dòng)能增加量小很多，是因?yàn)榇螯c(diǎn)1時(shí)重物具有初動(dòng)能。
故答案為：（1）；（2）0.80；0.22；打點(diǎn)1時(shí)重物具有初動(dòng)能
1．三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。為了減少誤差，下列選項(xiàng)中必須盡量要保證的是 　　。（填序號(hào)）
．槽與小球間無摩擦
．槽末端切線水平
．小球每次自由滾下的位置必須相同
（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把球沿水平方向彈出，同時(shí)球被松開自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘打擊的力度，即改變球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明 　　。（填序號(hào)）
．平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)
．平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)
（3）丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法，拍攝到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片如圖丙所示，小球在平拋運(yùn)動(dòng)中的幾個(gè)位置如圖中、、、所示，圖中每個(gè)小方格的邊長為，則該小球經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大小　　。取
【答案】（1）；（2）；（3）1.25。
【解答】解：（1）本實(shí)驗(yàn)探究的是小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，因此要保證槽末端切線水平，故正確；
根據(jù)動(dòng)能定理，只要保證小球每次從同一位置由靜止釋放，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度都相同，槽與小球間有摩擦，對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒有直接影響，故錯(cuò)誤，正確。
故選：。
（2）在同一高度，同一時(shí)刻開始做平拋運(yùn)動(dòng)的小球與自由落體的小球總是同時(shí)落地，說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)，故錯(cuò)誤，正確。
故選：。
（3）由于、、三點(diǎn)，水平方向間隔均為，設(shè)相鄰點(diǎn)跡的時(shí)間間隔均為
在豎直方向上，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論△
代入解得
根據(jù)水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)有
代入數(shù)據(jù)解得
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，小球經(jīng)過點(diǎn)時(shí)豎直方向上的速度
代入數(shù)據(jù)解得
該小球經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大小
代入數(shù)據(jù)解得。
故答案為：（1）；（2）；（3）1.25。
2．某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置研究“平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
．把復(fù)寫紙和白紙固定在豎直的硬板上，在硬板的左上方固定斜槽，并使其末端保持水平
．將小球從斜槽點(diǎn)由靜止釋放，用擋板擋住小球，在白紙上留下小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)
．改變擋板的位置，不斷重復(fù)步驟，則在白紙上留下一系列小球平拋運(yùn)動(dòng)的痕跡點(diǎn)要完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€需增加下列實(shí)驗(yàn)步驟：　　。
（A）用天平測(cè)量小球質(zhì)量
（B）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑
（C）通過重錘線，在白紙上畫出豎直線
（2）圖乙所示，、、是平拋運(yùn)動(dòng)的三個(gè)痕跡點(diǎn)，坐標(biāo)紙每小格邊豎直方向長為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑥膱D中可以判斷出點(diǎn) 　　（填“是”或“不是” 平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)。該小球從槽口末端水平拋出的初速度　　（保留2位有效數(shù)字）。
【答案】（1）；
（2）不是；1.5。
【解答】解：（1）平拋實(shí)驗(yàn)不需要小球質(zhì)量與直徑，但需要保證坐標(biāo)紙豎直，所以還需要增加的步驟是：在斜槽末端懸掛重錘以確定豎直方向，故正確，錯(cuò)誤；
（2）若點(diǎn)為平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)，豎直方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比應(yīng)為，由圖可知，不滿足此規(guī)律，故點(diǎn)不是平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)，由過程和過程水平方向位移相等，可知時(shí)間也相等，水平方向豎直方向分別列式得：
△
聯(lián)立解得：。
故答案為：（1）；
（2）不是；1.5。
3．圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。
（1）（單選）在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，下列因素不會(huì)使“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)的誤差增大的是 　　。
．小球與斜槽之間有摩擦
．安裝斜槽時(shí)其末端不水平
．建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)
．根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上選取的計(jì)算點(diǎn)離原點(diǎn)很近
（2）實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)和豎直坐標(biāo)，圖2中圖像能說明平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是 　　。
（3）圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，為平拋起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)、、，測(cè)得、、三點(diǎn)豎直坐標(biāo)為、為、為，測(cè)得、兩點(diǎn)水平距離△為，則小球在點(diǎn)的速度為　　取。
【答案】（1）；（2）；（3）4
【解答】解：（1）．小球與斜槽之間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響，不會(huì)使誤差增大，故正確；
．安裝斜槽時(shí)其末端不水平會(huì)導(dǎo)致初速度不水平，增大誤差，故錯(cuò)誤；
．建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致豎直方向的位移存在誤差，故錯(cuò)誤；
．根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上選取的計(jì)算點(diǎn)離原點(diǎn)很近會(huì)導(dǎo)致誤差增大，故錯(cuò)誤。
故選：。
（2）物體在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有
水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
聯(lián)立可得：
因初速度相同，故應(yīng)為正比例關(guān)系，故正確，錯(cuò)誤。
故選：。
（3）測(cè)得、兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)、，、兩點(diǎn)水平間距△
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有：
代入數(shù)據(jù)解得：
小球在點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為，豎直方向有
則有
將代入解得
故答案為：（1）；（2）；（3）4
4．在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中
（1）用圖1裝置進(jìn)行探究，下列說法正確的是 　　。
．只能探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
．需改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)
．能同時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)水平、豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
（2）用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 　　。
．斜槽軌道必須光滑且其末端水平
．上下調(diào)節(jié)擋板時(shí)必須每次等間距移動(dòng)
．小鋼球從斜槽上同一位置靜止?jié)L下
（3）用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，豎直擋板上附有復(fù)寫紙和白紙，可以記下鋼球撞擊擋板時(shí)的點(diǎn)跡。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直擋板初始位置緊靠斜槽末端，鋼球從斜槽上點(diǎn)靜止?jié)L下，撞擊擋板留下點(diǎn)跡0，將擋板依次水平向右移動(dòng)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，擋板上留下點(diǎn)跡1、2、3、4。以點(diǎn)跡0為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下建立坐標(biāo)軸，各點(diǎn)跡坐標(biāo)值分別為、、、。測(cè)得鋼球直徑為，則鋼球平拋初速度為 　　。
．
．
．
．
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解答】解：（1）、用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，只能探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，故錯(cuò)誤；
、在實(shí)驗(yàn)過程中，需要改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故正確。
故答案為：。
（2）、為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，需要斜槽末端水平，斜槽不需要光滑，故錯(cuò)誤；
、上下調(diào)節(jié)擋板時(shí)不必每次等間距移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
、為了保證小球拋出時(shí)速度相等，每一次小球需要靜止從同一位置釋放，故正確。
故答案為：。
（3）、豎直方向，根據(jù)
水平方向
聯(lián)立可得：
故錯(cuò)誤；
、豎直方向，根據(jù)
水平方向
聯(lián)立可得：
故錯(cuò)誤；
、豎直方向根據(jù)
水平方向
聯(lián)立可得：
故正確，錯(cuò)誤。
故答案為：。
5．頻閃攝影每隔相同的時(shí)間曝光一次，可以定格物體的運(yùn)動(dòng)瞬間，記錄一串連續(xù)的動(dòng)作。某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用頻閃攝影的方法研究小球做平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，小球從斜槽末端拋出后，以坐標(biāo)方格紙為背景，小組同學(xué)用頻閃照相機(jī)曝光6次，得到了如圖所示的照片，其中第5個(gè)像點(diǎn)污損。沿水平方向建立軸，豎直方向建立軸，為坐標(biāo)原點(diǎn)。已知坐標(biāo)紙的每個(gè)小方格邊長均為，重力加速度取。
（1）污損處小球的第5個(gè)像點(diǎn)的位置坐標(biāo)為 　　；
（2）從小球離開斜槽末端到拍下第1個(gè)像點(diǎn)，小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 　　；
（3）沿著小球經(jīng)過第3個(gè)像點(diǎn)時(shí)的速度方向畫反向延長線交軸于點(diǎn)，點(diǎn)的橫坐標(biāo) 　　（填“大于”、“小于”或“等于” 。
【答案】（1）；（2）0.05；（3）小于。
【解答】解：（1）圖中5個(gè)像點(diǎn)的水平距離均為3格，對(duì)應(yīng)距離為，由水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明每?jī)蓚€(gè)相鄰像點(diǎn)的時(shí)間相等，小球豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為格或者格，對(duì)應(yīng)的長度一個(gè)為，即△，故第5個(gè)像點(diǎn)的縱坐標(biāo)為，小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，故第5個(gè)像點(diǎn)橫坐標(biāo)為。
（2）由△可知，代入數(shù)據(jù)解得，故通過像點(diǎn)2時(shí)的豎直方向分速度大小為 ，故從拋出至像點(diǎn)2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，故從拋出至拍下第1個(gè)像點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為。
（3）小球經(jīng)過第3個(gè)像點(diǎn)時(shí)水平方向的分速度，豎直分速度，設(shè)此時(shí)速度與水平方向的夾角為，速度方向反向延長線與軸夾角也為，則有，即，得，則為，所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)小于。
故答案為：（1）；（2）0.05；（3）小于。
6．某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)中將鐵架臺(tái)豎直放置，上端固定電磁鐵，在電磁鐵下方固定一個(gè)位置可調(diào)節(jié)的光電門。
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，若測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，則小球的直徑　0.520　；
（2）閉合電磁鐵的開關(guān)，吸住小球；測(cè)出小球與光電門間的高度差；斷開開關(guān)，小球由靜止自由下落，記錄小球通過光電門的擋光時(shí)間。若某次實(shí)驗(yàn)中小球通過光電門的擋光時(shí)間為，則小球此次通過光電門時(shí)的速度大小為 　　（用、表示）。
（3）多次改變光電門的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出小球與光電門間的高度差和記錄小球通過光電門的擋光時(shí)間。以為縱軸、為橫軸，作出圖像，圖像為過原點(diǎn)的直線，直線的斜率為，若機(jī)械能守恒則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮〗频扔?　　（用、表示）。
【答案】（1）0.520；（2）；（3）。
【解答】解：（1）游標(biāo)卡尺的精確度為，其讀數(shù)為；
（2）根據(jù)光電門求速度的公式有；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有，而，得，如果滿足機(jī)械能守恒條件，則當(dāng)直線的斜率為時(shí)，有，得。
故答案為：（1）0.520；（2）；（3）。
7．某同學(xué)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，具體步驟如下：
（1）用細(xì)繩將質(zhì)量均可不計(jì)的定滑輪和動(dòng)滑輪按照?qǐng)D（a）所示的方式連接，細(xì)繩的一端系在天花板上，另一端系著重物。紙帶豎直穿過固定好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與重物下端相連。用手托住動(dòng)滑輪與鉤碼，讓系統(tǒng)保持靜止；
（2）先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后同時(shí)釋放鉤碼和重物，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列清晰的點(diǎn)跡。為使重物帶動(dòng)紙帶向上運(yùn)動(dòng)，鉤碼的質(zhì)量與重物的質(zhì)量之間的關(guān)系應(yīng)滿足 　　；
（3）關(guān)閉電源，取下紙帶，選取合適的連續(xù)點(diǎn)，標(biāo)記出計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖（b）所示。測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到點(diǎn)的距離，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率，利用紙帶分別計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度大小，用電腦繪制圖像。
用天平測(cè)出鉤碼質(zhì)量，重物的質(zhì)量，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｈ粼搶?shí)驗(yàn)滿足機(jī)械能守恒定律，則圖像斜率的理論值為 　　（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；
（4）若實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中阻力不能忽略，則實(shí)際圖線的斜率與理論值相比 　　（選填“偏大”“偏小”或“不變” 。
【答案】（2）；（3）0.102；（4）偏大
【解答】解：（2）根據(jù)動(dòng)滑輪特點(diǎn)可知，為使重物帶動(dòng)紙帶向上運(yùn)動(dòng)，鉤碼的重力與重物的重力關(guān)系為：，可得兩者的質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足：。
（3）設(shè)打計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重物的速度為，若該實(shí)驗(yàn)滿足機(jī)械能守恒定律，則有：
已知：，，
代入數(shù)據(jù)整理得：
可得圖像斜率的理論值為。
（4）若實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中阻力不能忽略，根據(jù)動(dòng)能定理得：
代入數(shù)據(jù)整理得：
易知實(shí)際圖線的斜率與理論值相比偏大。
故答案為：（2）；（3）0.102；（4）偏大
8．用如圖1所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮椤?br/>（1）實(shí)驗(yàn)室有兩個(gè)質(zhì)量差不多的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選體積較 　小　（填“大”或“小” 的重物。
（2）若實(shí)驗(yàn)時(shí)所選重物的質(zhì)量為、某次實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示，把紙帶上的第1個(gè)點(diǎn)記作，另選4個(gè)連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離分別為、、、，則從打下點(diǎn)到打下點(diǎn)的過程中，測(cè)得重物重力勢(shì)能的減少量為 　　，動(dòng)能的增加量為 　　。
【答案】（1）小；（2），
【解答】解：（1）為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)選擇質(zhì)量大、體積小的重物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）從打點(diǎn)到點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量△
做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，打點(diǎn)時(shí)重物的速度大小
該過程中，重物動(dòng)能增加量△
故答案為：（1）小；（2），
9．利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。
（1）已如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)、、、作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得、、、各點(diǎn)到點(diǎn)的距離為、、、。由此可知打下點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為 　3.7　（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（2）重物固定在紙帶的 　　端（選填“左”或“右” ；
（3）選取某個(gè)過程，發(fā)現(xiàn)重物動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，造成這一結(jié)果的原因可能是 　　。
．重物質(zhì)量過大
．電源電壓高于規(guī)定值
．重物質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤
．先釋放紙帶，后接通電源
（4）某同學(xué)在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到某一計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，計(jì)算出對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度，描繪出圖像。下列說法中正確的是 　　。
．為減小誤差，應(yīng)利用公式計(jì)算重物在各點(diǎn)的速度
．在選取紙帶時(shí)，必須選取第1、2兩點(diǎn)間距為的紙帶
．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能一定守恒
．若圖像是一條不過原點(diǎn)的直線，重物下落過程中機(jī)械能也可能守恒
【答案】（1）3.7；（2）左；（3）；（4）。
【解答】解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔；勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度，則點(diǎn)的速度等于間的平均速度，即
（2）重物做自由落體運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，則相鄰兩點(diǎn)間的距離逐漸增大，所以重物固定在紙帶的左端；
（3）、由可知，重物質(zhì)量過大、重物質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤都不會(huì)使動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，故錯(cuò)誤；
、電源電壓高于規(guī)定值不會(huì)影響打點(diǎn)周期，故錯(cuò)誤；
、若點(diǎn)的初速度不為0，則會(huì)使動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減小量，則原因可能是先釋放紙帶，后接通電源，故正確。
故選：。
（4）、用公式等于是默認(rèn)機(jī)械能守恒定律，與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嚆＃瑒t實(shí)驗(yàn)中不能用計(jì)算重物在各點(diǎn)的速度，故錯(cuò)誤；
、若紙帶第1、2兩點(diǎn)間距不是，則紙帶初速度不為零，在選取紙帶時(shí)，可以選取其中兩點(diǎn)來驗(yàn)證，由機(jī)械能守恒定律得：，與第1、2兩點(diǎn)間距是否為無關(guān)，這時(shí)描繪出的圖像是一條不過原點(diǎn)的直線，但只要滿足圖線的斜率等于，就驗(yàn)證了重物下落過程中機(jī)械能守恒，故錯(cuò)誤，正確；
、設(shè)重物的加速度為，重物所受合力為，由動(dòng)能定理得：
只要重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖像就是一條過原點(diǎn)的直線，當(dāng)圖線的斜率小于時(shí)，機(jī)械能就不守恒，故錯(cuò)誤。
故選：。
故答案為：（1）3.7；（2）左；（3）；（4）。
10．某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒。他們準(zhǔn)備了、兩個(gè)小鐵盒子、鐵架臺(tái)，在鐵架臺(tái)上固定了輕質(zhì)光滑滑輪，光電門及配套的計(jì)時(shí)裝置，為固定在上、寬度為的細(xì)遮光條（質(zhì)量不計(jì)），其它可用器材：刻度尺、砝碼若干、細(xì)線。
（1）測(cè)量、盒子的質(zhì)量：
①在鐵架臺(tái)上標(biāo)記一位置，并測(cè)得該位置與光電門之間的距離為。取出質(zhì)量為的砝碼栓在細(xì)線的一端，另一端繞過定滑輪系在盒子上。讓從位置由靜止開始下降，則下落過程中，測(cè)得速光條通過光電門的時(shí)間為△，已知重力加速度為，則下落過程中的加速度大小　　（用、△、表示），盒子的質(zhì)量　　（用、、表示）。
②換不同的砝碼，重復(fù)步驟①，得到多組并求平均值；盒子的質(zhì)量也用同樣的方法測(cè)量。最終小組成員得到：，。
（2）接看將細(xì)線右端的砝碼換成盒子，左端為盒子，再把4個(gè)的砝碼放進(jìn)盒子，1個(gè)的砝碼放進(jìn)盒子，讓盒子從位置由靜止釋放。盒子下落過程中，測(cè)得遮光條通過光電門的時(shí)間為△。以后每次拿一個(gè)砝碼放到盒子，其余的砝碼留在盒子里，重復(fù)前面的操作。最后得到五組盒子中砝碼個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的遮光時(shí)間△。
（3）為了驗(yàn)證、盒子組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，以為橫坐標(biāo)，以 　　（選填△、△，、為縱坐標(biāo)，可以得到線性圖像，如果圖像斜率數(shù)值接近 　　，則在誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為、盒子組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒（保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取。
【答案】（1）①，；（3），
【解答】解：（1）①落到處的速率為
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：
解得：
對(duì)物塊和砝碼組成的系統(tǒng)，根據(jù)牛頓第二定律得：
解得：
（3）對(duì)、及砝碼組成的系統(tǒng)，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得：
整理可得：
故以為橫坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)以為橫坐標(biāo)得到線性圖像，其斜率
代入數(shù)據(jù)解得
故答案為：（1）①，；（3），

展開更多......

收起↑