2019-2020年高考物理母题解读（四） 曲线运动11.doc

2019-2020年高考物理母题解读（四） 曲线运动11高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题11、平抛运动实验【方法归纳】平抛运动实验是绘出平抛运动轨迹或采用频闪照片研究平抛运动。平抛运动可视为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。利用平抛运动实验仪确定平抛运动的小球的若干个不同位置，用平滑曲线描出运动轨迹。以抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴，竖直向下为y轴建立坐标系，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用平抛运动规律就可求出小球的初速度。若题目给出的不是平抛运动的完全轨迹，则竖直方向不能利用自由落体运动规律，只能应用y=gT2求出相邻相等时间T。分析闪光照片时要注意小球的第一个位置不一定是平抛运动的起点。解答此类题的策略是：水平方向应用x= v0T，竖直方向应用y=gT2联立解答。典例（xx全国理综卷2第23题）某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标约丢失了一部分，剩余部分如图2所示，图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m， P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度取9.8m/s2）(1) 设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3，从图2中可读出y1y2=_m，y1y3=_m，x1x2=_m（保留两位小数）。(2) 若已知抛出后小球在水平方向做匀速运动，利用（1）中读取的数据， 求出小球从P1运动到P2所用的时间为_s，小球抛出后的水平速度为_m/s，均可用根号表示。(3) 已测得小球抛出前下滑的高度为0.50m，设E1和E2分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失，100%=_%（保留两位有效数字）。【针对训练题精选解析】1. （xx年5月金太阳押题卷）如图所示为某一个平抛运动实验装置，让小球从斜槽导轨的水平槽口抛出，利用安置在槽口的光电门传感器测量小球平抛运动的初速度v0，利用安置在底板上的碰撞传感器测量小球的飞行时间t0并显示在计算机屏幕上，落地点的水平距离d 由底座上的标尺读出。（1）（多选题）控制斜槽导轨的水平槽口高度h，让小球从斜槽的不同高度处滚下，以不同的速度冲出水平槽口在空中做平抛运动以下说法正确的是（A）落地点的水平距离d与初速度v0成正比（B）落地点的水平距离d与初速度v0成反比（C）飞行时间t0与初速度v0成正比（D）飞行时间t0与初速度v0大小无关（2）小球从高为h的水平槽口抛出时初速度v0，落地点的水平距离为d。如果小球的初速度变为1.25v0，落地点的水平距离不变，那么水平槽口的高度应该变为_h。1.答案：（1）AD（2）0.64解析：由平抛运动规律可知，飞行时间t0与高度有关，与初速度v0大小无关；落地点的水平距离d与初速度v0成正比，选项AD正确。由x= v0t，h=gt2，；x=1.25v0t，h=gt2，联立解得：h=0.64h。 【点评】此题考查闪光照片的分析与计算。2. （xx江西三校联考）在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线Y的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图124所示，现在曲线上取A、B两点量出它们到y轴的距离，AA=xl，BB=x2，以及AB的竖直距离h，用这些可以求得小球平抛时初速度为 3.“嫦娥二号”探月卫星的成功发射，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图11所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分。已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此可以得出 ( )A月球上的重力加速度为a/T2B小球平抛的初速度为3a/TC照片上A点一定是平抛的起始位置D小球运动到D点时速度大小为6a/T【答案】：BC4.（xx上海卷）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OOh（hL）。（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是： _ _。（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，OCs，则小球做平抛运动的初速度为v0=_ _。（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角q，小球落点与O点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cosq为横坐标，得到如图（b）所示图像。则当q30时，s为 _ _m；若悬线长L1.0m，悬点到木板间的距离OO为_ _m。4.（xx年贵州省黔东南州一模）三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 。(2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象是P、Q两球相碰。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 。(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为1.25 cm，则由图可求得拍摄时每0.035s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为 m/s。5.答案： (1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 (2)平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 (3) 0.71解析：由如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片，利用21.25 cm=vT，解得v=0.71m/s。6.（xx年3月四川乐山市二模）用图1所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验.对于实验的操作要求，下列说法正确的是（ )A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道末端可以不水平D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹.部分运动轨迹如图2所示.图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l,P1 ,P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等.若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动,重力加速度为g.可求出小球从P1运动到P2所用的时间为 _，小球抛出后的水平速度为 _.6.答案：AD2 3解析：对于研究平抛运动的实验的操作要求是：应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，斜槽轨道末端必须水平，斜槽轨道可以不光滑，要使描出的轨