2025版高考物理一轮复习微专题小练习曲线运动万有引力与宇宙航行专题30探究平抛运动的特点探究影响向心力的因素

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(1)乙图中，A处摄像头所拍摄的频闪照片为________(选填“a”或“b”)；
(2)测得图乙a中OP距离为30 cm，b中OP距离为45 cm，则平抛小球的初速度大小应为________m/s，小球在P点速度大小应为________m/s.
答案：(1)a (2)1 eq \r(10)
解析：(1)小球做平抛运动时，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，故A处摄像头所拍摄的频闪照片为a.
(2)竖直方向上有y＝ eq \f(1,2)gt2，可得t＝ eq \r(\f(2y,g))＝ eq \r(\f(2×0.45,10)) s＝0.3 s，则平抛小球的初速度v0＝ eq \f(x,t)＝1 m/s，小球在P点竖直方向的速度vy＝gt＝10×0.3 m/s＝3 m/s，则vP＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) )＝ eq \r(10) m/s.
2．[2024·江苏省南通市月考]利用传感器和计算机研究平抛运动的规律，物体A中装有发射装置．可以在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲．B是超声—红外接收装置，其中装有B1、B2两个超声红外接收器，并与计算机相连．B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，计算机即可算出它们各自与物体A的距离．如图甲所示，物体A从斜槽上的P点由静止释放，从斜槽末端O飞出，以抛出点为原点建立坐标系，计算机记录了一系列A的坐标值，数据如表格所示
(1)以下实验操作中正确的是________．
A．图甲中斜槽末端O的切线应该水平
B．实验中需要多次让A从固定的位置P由静止释放
C．若仅用超声波脉冲进行信号的发射和接收，也能完成该实验
D．B1、B2两个超声—红外接收器和斜槽末端O应该在同一个竖直平面内
(2)根据实验数据在图丙中描出了相应的点，请描绘A的运动轨迹．
(3)已知A每隔0.04 s发射一次超声—红外脉冲，则A平抛的初速度v＝________ m/s.
(4)由该实验求得当地的重力加速度g＝________ m/s2(结果保留一位小数).
答案：(1)AD (2)图见解析 (3)1.44 (4)9.8
解析：(1)图甲中斜槽末端O的切线应该水平，以保证小球做平抛运动，A正确；本实验不需要重复进行，所以实验中不需要多次让A从固定的位置P由静止释放，B错误；B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，计算机即可算出它们各自与物体A的距离，所以仅用超声波脉冲进行信号的发射和接收，不能完成该实验，C错误；B1、B2两个超声—红外接收器和斜槽末端O应该在同一个竖直平面内，D正确．
(2)描绘轨迹如下
(3)在水平方向上小球做匀速直线运动，所以小球的平抛初速度
v＝ eq \f(Δx,T)＝ eq \f(34.5×10－2 m,0.04×6 s)＝1.44 m/s
(4)在竖直方向上，小球做自由落体运动，根据匀变速直线的逐差公式求加速度
g＝ eq \f(Δy,Δt)＝ eq \f(27.6－6.9－6.9,（3×0.04）2)×102 m/s2＝9.8 m/s2
3．某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式．滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小．滑块上固定一遮光片，宽度为d，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度ω，旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据．
(1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，角速度ω＝________；
(2)以F为纵坐标，以 ________(填“Δt”“ eq \f(1,Δt)”“(Δt)2”或“ eq \f(1,（Δt）2)”)为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；
(3)该小组验证(2)中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比________(填“偏大”或“偏小”).
答案：(1) eq \f(d,RΔt) (2) eq \f(1,（Δt）2) (3)偏小
解析：(1)物体转动的线速度v＝ eq \f(d,Δt)，由ω＝ eq \f(v,R)得ω＝ eq \f(d,RΔt).
(2)根据向心力公式可知F＝mω2R，
联立解得F＝m eq \f(d2,R（Δt）2)，
故 eq \f(1,（Δt）2)为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线．
(3)由于静摩擦力的存在，示数F的测量值与其理论值相比会偏小．
x/cm
0
5.8
11.6
17.4
23.2
29.0
34.8
y/cm
0
0.77
3.07
6.91
12.30
19.20
27.65