5.3实验：探究平抛运动的特点（知识解读）-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019必修第二册）

5.3实验：探究平抛运动的特点（知识解读）（原卷版） •知识点 探究平抛运动的特点 •作业 巩固训练 知识点 1、实验目的：描出平抛物体的运动轨迹和求出平抛物体的初速度。 2、实验原理：平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用公式x=vt和就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。 3、实验器材：斜槽（附金属小球）、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔。 4、实验步骤 （1）把斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平固定。 （2）在带有支架的木板上，用图钉钉好白纸，并让竖放木板左上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行。（如图所示） （3）把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，描出点O，过O用重垂线描出竖直方向。 （4）让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下，在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并记下这一点，以后依次改变x值，用同样的方法确定其他各点的位置。 （5）把白纸从木板上取下来，用三角板过O作与竖直方向垂直的x轴，将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来，这就是小球平抛运动的轨迹。 5、数据处理（求平抛小球的初速度） （1）以O点为原点，水平方向为x轴，竖直向下方向为y轴建立坐标系。 （2）在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点，测出它们的x、y坐标值，记到表格内。 （3）把测到的坐标值依次代入公式，求出小球平抛的初速度，并计算其平均值。 6、误差分析 （1）安装斜槽时，其末端切线不水平。 （2）小球每次滚下的初位置不尽相同。 （3）建立坐标系时，可能误将斜槽末端端口作为坐标原点。 （4）空气阻力使小球不是真正的平抛运动。 7、注意事项 （1）实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平，木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。 （2）小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下，即在斜槽上固定一个挡板，每次都从挡板位置释放小球。 （3）坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球心在木板上的水平投影点。 （4）要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由图板左上角到达右下角；要在平抛轨迹上选取距O点远一些的点来计算小球的初速度，这样可以减小测量误差。 【典例1-1】如图所示，摩托车爱好者骑着摩托车在水平路面上遇到沟壑，摩托车以水平速度离开地面，落在对面的平台上。若增大初速度，下列判断正确的是（　　） A．运动时间变长 B．速度变化量增大 C．落地速度可能减小 D．落地速度与竖直方向的夹角增大 【典例1-2】（多选）在一个无风的日子，一人手举蒲公英放置嘴边，将蒲公英水平吹出。已知此人身高约为1.25m，当g取10m/s2时，下列说法正确的是（　　） A．蒲公英做平抛运动 B．蒲公英的下落时间与下落高度有关 C．蒲公英的下落时间可能为2s D．蒲公英的下落时间可能为0.5s 【典例1-3】在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： 如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做 【典例1-4】图甲是一个能够定性平抛运动及其特点的实验装置，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动，得到了如图丙坐标系中的几个点。 (1)甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做 运动。 (2)在调节轨道时，发现水平仪中的气泡在右侧，此时应将轨道的右端调 （选填“高”或“低”）。 (3)同学用专业相机以200帧/秒拍摄照片如图丙所示，并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图所示的抛体运动“频闪图片”，由图像可知 （n为整数，），测得坐标纸的方格边长为9mm，由此可得到平抛运动的初速度为 m/s。 【变式1-1】如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、c高度相同，b、d高度相同，a、c分别在b、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到（　　） A．荷叶a B．荷叶b C．荷叶c D．荷叶d 【变式1-2】（多选）如图所示，某人从高出水平地面h的山坡上P点水平击出一个质量为m的高尔夫球，飞行中持续受到一阵恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的洞穴Q。则（    ）    A．球飞行中做的是平抛运动 B．球飞行的时间为 C．球被击出时的初速度大小为 D．球飞行中受到的水平风力大小为 【变式1-3】图为平抛竖落仪的示意图。A球被弹片夹住，B球放在弹片右边的水平平台上，两球处于同一高度。用小锤击打弹片，B球沿水平方向抛出，同时A球被释放，做自由落体运动。改变仪器离地的高度，多次重复上面的实验，发现A球与B球总是同时落地。这说明A球与B球在空中下落的时间 （选填“相等”或“不相等”）；该实验表明平抛运动在竖直方向上的运动是 （选填“自由落体运动”或“匀速直线运动”）。      【变式1-4】在实验室里某班甲同学用如图（a）所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。 (1)甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作是________；（选填选项代号） A．用天平测量平抛小球的质量 B．每次从斜槽上不同位置释放小球 C．保证斜槽的末端水平 D．保持木板竖直 (2)甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点为原点建立如图甲所示的坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标和竖直坐标，然后作图像。他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。（选填选项代号） A． B． C． D． (3)图（b）是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图乙背景中每一小方格的边长为，A、、是照片中小球的3个位置，当地重力加速度，请回答下面问题： ①频闪照相机的曝光时间间隔 ；（结果可保留分数形式） ②小球做平抛运动的初速度大小为 。（计算结果保留2位有效数字） 一、单选题 1．关于曲线运动的性质，以下说法中正确的是（　　） A．变速运动一定是曲线运动 B．曲线运动一定是变速运动 C．平抛运动是变加速曲线运动 D．匀速圆周运动是匀变速曲线运动 2．小朋友在玩丢沙包游戏时，同一竖直线上不同高度处水平抛出A、B两沙包，两沙包击中水平地面上同一位置，如图所示。若A、B两沙包质量之比为1∶3，A、B两沙包的抛出点距水平地面高度之比为4∶1，两沙包均可视为质点，忽略一切阻力，则A、B两沙包（    ） A．在空中运动时间之比为1∶3 B．水平抛出时速度大小之比为4∶1 C．从抛出到落地过程中，加速度大小之比为1∶1 D．从抛出到落地过程中，速度变化量大小之比为4∶1 3．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图甲中，船相对水垂直河岸匀速行驶，渡河时间与水流速度大小无关 B．图乙中，质点的运动轨迹已知，由此可知该质点加速度大小一直为零 C．图丙中，篮球经过P时所受合力可能沿图示方向 D．图丁中，若用小锤用力敲击弹性金属片，a球会比水平弹出的b球先落地 4．如图，某同学在空旷的地面扔飞镖，曲线为飞镖飞行的轨迹。关于飞镖在空中飞行的过程中，下列说法正确的是（　　） A．飞镖的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上 B．飞镖处于平衡状态 C．飞镖加速度方向，在曲线每点的切线方向上 D．飞镖速度的大小不变，速度方向时刻发生变化 二、多选题 5．飞行员驾驶飞机沿水平直线匀速飞行，投弹轰炸一地面目标，他想看看投弹是否准确，下列说法中正确的（　　） A．不计空气阻力时，飞行员应竖直向下观察，方可看见目标爆炸情况 B．不计空气阻力时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况 C．空气阻力不能忽略时，飞行员应向前下方观察，方可看见目标爆炸情况 D．空气阻力不能忽略时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况 6．甲、乙、丙三个小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，水平面上的p点在丙的正下方，在同一时刻甲、乙、丙开始运动，甲以水平初速度v。做平抛运动，乙以水平初速度v。沿光滑水平面向右做匀速直线运动，丙做自由落体运动，则下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙、丙三球同时相遇，则一定发生在P点 B．若甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在P点 C．若只有甲、乙两球在水平面上相遇，此时丙球一定落地 D．无论初速度v0的大小如何，甲、乙、丙三球一定会同时在P点相遇 7．新投入使用的红岭中学艺体中心作为全国中学之最，为红岭学子提供了条件极好的现代化体育设施。如图所示，在高一（10）班进行如火如荼的班级羽毛球比赛中，某同学从高出水平地面h处水平击出一个质量为m的羽毛球。由于恒定的水平风力的作用，羽毛球竖直地落至距击球点水平距离为L的A点处。则下列说法正确的是（　　） A．球被击出后做平抛运动 B．该球被击出到落入A点处所用时间为 C．球被击出时的初速度大小为 D．球被击出后受到的水平风力的大小为 三、实验题 8． 高中课外兴趣小组在做“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下实验器材：图钉、铅笔、弧形斜槽、小球、薄木板、铁架台、重垂线。 (1)实验过程还需要下列器材中的______。（填正确答案标号） A．刻度尺 B．天平 C．秒表 D．白纸 (2)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是______。（填正确答案标号） A．斜槽轨道末端可以不水平 B．斜槽轨道不必光滑 C．本实验不需要平衡摩擦力 D．小球每次不用从斜槽上同一高度释放 (3)如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度。从图像上分析，记录间隔 s：小球做平抛运动的水平初速度大小是 ，小球从抛出运动到点时，已经在空中飞行了 s。（此问取） 9．图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（两球下落过程不发生碰撞） (1)关于实验条件的说法，正确的有 。 A．斜槽轨道必须光滑 B．P球的质量必须大于Q球的质量 C．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 D．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 (2)在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f= Hz，该小球平抛时的速度大小v0= m/s，c点的竖直分速度大小为 m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2） 10．某次实验中用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为，a球从A点水平抛出的同时，b球从与A点等高的B点开始无初速度下落，背景小方格为相同的正方形，重力加速度g取，不计空气阻力。 （1）比较a、b两小球的运动轨迹能确定平抛运动在竖直方向的运动是 （填标号）。 A．自由落体运动     B．匀速直线运动 （2）照相机拍摄相邻两张照片的时间间隔为 s，并结合照片可知背景小方格的边长为 m． 11．某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”： （1）根据实验过程，以下说法正确的是 ； A．斜槽M轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．图中挡条N每次必须等间距下移 （2）图是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是 。 A．释放小球时初速度不为0        B．释放小球的初始位置不同       C．斜槽末端切线不水平 （3）改用频闪照相来研究平抛运动，将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上，如图所示，已知小球的直径为2cm，方格纸的边分别为水平和竖直方向，则该频闪相机频率为 Hz。（重力加速度g取10m/s2） 12．某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。    （1）在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球 ，则说明平抛运动在竖直方向上做 运动。 （2）在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在 方向上做 运动。 （3）图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的有 （多选）。 A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B．每次小球释放的初始位置可以任意选择 C．每次小球应从同一位置由静止释放 学科网（北京）股份有限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.3实验：探究平抛运动的特点（知识解读）（解析版） •知识点 探究平抛运动的特点 •作业 巩固训练 知识点 1、实验目的：描出平抛物体的运动轨迹和求出平抛物体的初速度。 2、实验原理：平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用公式x=vt和就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。 3、实验器材：斜槽（附金属小球）、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔。 4、实验步骤 （1）把斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平固定。 （2）在带有支架的木板上，用图钉钉好白纸，并让竖放木板左上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行。（如图所示） （3）把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，描出点O，过O用重垂线描出竖直方向。 （4）让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下，在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并记下这一点，以后依次改变x值，用同样的方法确定其他各点的位置。 （5）把白纸从木板上取下来，用三角板过O作与竖直方向垂直的x轴，将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来，这就是小球平抛运动的轨迹。 5、数据处理（求平抛小球的初速度） （1）以O点为原点，水平方向为x轴，竖直向下方向为y轴建立坐标系。 （2）在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点，测出它们的x、y坐标值，记到表格内。 （3）把测到的坐标值依次代入公式，求出小球平抛的初速度，并计算其平均值。 6、误差分析 （1）安装斜槽时，其末端切线不水平。 （2）小球每次滚下的初位置不尽相同。 （3）建立坐标系时，可能误将斜槽末端端口作为坐标原点。 （4）空气阻力使小球不是真正的平抛运动。 7、注意事项 （1）实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平，木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。 （2）小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下，即在斜槽上固定一个挡板，每次都从挡板位置释放小球。 （3）坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球心在木板上的水平投影点。 （4）要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由图板左上角到达右下角；要在平抛轨迹上选取距O点远一些的点来计算小球的初速度，这样可以减小测量误差。 【典例1-1】如图所示，摩托车爱好者骑着摩托车在水平路面上遇到沟壑，摩托车以水平速度离开地面，落在对面的平台上。若增大初速度，下列判断正确的是（　　） A．运动时间变长 B．速度变化量增大 C．落地速度可能减小 D．落地速度与竖直方向的夹角增大 【答案】D 【详解】A． 摩托车以水平速度离开地面，落在对面的平台上，竖直方向有 则其所用时间为 若增大初速度，运动时间不变，故A错误； B．小球在空中运动过程中的加速度恒定为重力加速度，由知速度变化量不变，故B错误； C．落地速度 增大初速度v0，落地速度增大，C错误； D．落地速度与竖直方向的夹角 增大初速度，时间不变，落地速度与竖直方向的夹角增大，D正确； 故选D。 【典例1-2】（多选）在一个无风的日子，一人手举蒲公英放置嘴边，将蒲公英水平吹出。已知此人身高约为1.25m，当g取10m/s2时，下列说法正确的是（　　） A．蒲公英做平抛运动 B．蒲公英的下落时间与下落高度有关 C．蒲公英的下落时间可能为2s D．蒲公英的下落时间可能为0.5s 【答案】BC 【详解】A．因为蒲公英并不是只受重力作用，空气阻力作用不能忽略，所以不是平抛运动，故A错误； B．蒲公英的下落时间与下落高度有关，故B正确； CD．如果没有空气阻力，竖直方向有 因为存在阻力，所以下落时间大于0.5s，可能为2s，故C正确，D错误。 故选BC。 【典例1-3】在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： 如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做 【答案】 自由落体运动 匀速直线运动 【详解】[1]用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动； [2]因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 【典例1-4】图甲是一个能够定性平抛运动及其特点的实验装置，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动，得到了如图丙坐标系中的几个点。 (1)甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做 运动。 (2)在调节轨道时，发现水平仪中的气泡在右侧，此时应将轨道的右端调 （选填“高”或“低”）。 (3)同学用专业相机以200帧/秒拍摄照片如图丙所示，并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图所示的抛体运动“频闪图片”，由图像可知 （n为整数，），测得坐标纸的方格边长为9mm，由此可得到平抛运动的初速度为 m/s。 【答案】(1)自由落体 (2)低 (3) 6 0.6 【详解】（1）甲图两球同时落地，说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动。 （2）水平仪右端有气泡，说明右端偏高，则应把右侧调低。 （3）[1]小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法公式 由图可知 相邻两点的时间间隔相等，设为T 因为相机以200帧/秒拍摄照片，即每拍摄一帧，每n帧的时间为，可得 解得 [2]在水平方向上，小球做匀速直线运动，小平抛运动初速度 【变式1-1】如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、c高度相同，b、d高度相同，a、c分别在b、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到（　　） A．荷叶a B．荷叶b C．荷叶c D．荷叶d 【答案】B 【详解】平抛运动在竖直方向做自由落体运动 水平方向做匀速直线运动 x=v0t 水平初速度 要使水平初速度最小，则需要水平位移x最小、竖直位移h最大；由于a、b荷叶与青蛙的水平位移最小，b、d荷叶与青蛙的高度差最大，跳到荷叶b上同时满足水平位移最小，竖直位移最大，故ACD错误，B正确。 故选B。 【变式1-2】（多选）如图所示，某人从高出水平地面h的山坡上P点水平击出一个质量为m的高尔夫球，飞行中持续受到一阵恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的洞穴Q。则（    ）    A．球飞行中做的是平抛运动 B．球飞行的时间为 C．球被击出时的初速度大小为 D．球飞行中受到的水平风力大小为 【答案】BCD 【详解】A．水平抛出的物体如果只受重力作用则为平抛运动，而高尔夫球飞行过程除重力外还受到水平方向的风力作用，所以不是平抛运动，A错误； B．球的运动分为水平方向和竖直方向，竖直方向只受到重力作用，为自由落体运动 解得 B正确； C．水平方向受风力作用为匀减速直线运动，最后竖直落入洞穴说明水平方向末速度等于0，设初速度为v0，则有水平方向平均速度 解得 C正确； D．水平风力 D正确。 故选BCD。 【变式1-3】图为平抛竖落仪的示意图。A球被弹片夹住，B球放在弹片右边的水平平台上，两球处于同一高度。用小锤击打弹片，B球沿水平方向抛出，同时A球被释放，做自由落体运动。改变仪器离地的高度，多次重复上面的实验，发现A球与B球总是同时落地。这说明A球与B球在空中下落的时间 （选填“相等”或“不相等”）；该实验表明平抛运动在竖直方向上的运动是 （选填“自由落体运动”或“匀速直线运动”）。      【答案】 相等 自由落体运动 【详解】[1]该实验说明A球与B球在空中下落的时间相等； [2]两球在竖直方向的运动相同，该实验表明平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动。 【变式1-4】在实验室里某班甲同学用如图（a）所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。 (1)甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作是________；（选填选项代号） A．用天平测量平抛小球的质量 B．每次从斜槽上不同位置释放小球 C．保证斜槽的末端水平 D．保持木板竖直 (2)甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点为原点建立如图甲所示的坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标和竖直坐标，然后作图像。他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。（选填选项代号） A． B． C． D． (3)图（b）是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图乙背景中每一小方格的边长为，A、、是照片中小球的3个位置，当地重力加速度，请回答下面问题： ①频闪照相机的曝光时间间隔 ；（结果可保留分数形式） ②小球做平抛运动的初速度大小为 。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】(1)CD (2)B (3) 2.1 【详解】（1）A．实验是“探究平抛运动的特点”因此不用天平测量平抛小球的质量，A错误； B．保证小球每次做平抛运动的初速度相等，则有每次从斜槽上相同位置释放小球，B错误； C．保证小球做平抛运动，则要保证斜槽的末端必须水平，C正确； D．因为小球在竖直平面内做平抛运动，因此要保持木板竖直，D正确。 故选CD。 （2）平抛运动的小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，可得 联立解得 可知图像应是一条过原点的倾斜直线。 故选B。 （3）①[1]由图（b）可知，在竖直方向由匀变速直线运动的推论可得 解得曝光时间间隔 ②[2]小球做平抛运动的初速度大小为 一、单选题 1．关于曲线运动的性质，以下说法中正确的是（　　） A．变速运动一定是曲线运动 B．曲线运动一定是变速运动 C．平抛运动是变加速曲线运动 D．匀速圆周运动是匀变速曲线运动 【答案】B 【详解】A．做曲线运动的条件为合外力的方向与速度方向不在同一直线上，当变速运动的合外力方向与速度方向在同一直线上时做直线运动，当变速运动的合外力方向与速度方向不在同一直线上时做曲线运动，所以变速运动不一定是曲线运动，故A错误； B．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确； C．平抛运动过程中只受重力作用，合力恒定，所以为匀变速曲线运动，故C错误； D．匀变速指加速度恒定不变。匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，即加速度方向时刻改变，而加速度是矢量，方向改变，则加速度改变，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。故D错误。 故选B。 2．小朋友在玩丢沙包游戏时，同一竖直线上不同高度处水平抛出A、B两沙包，两沙包击中水平地面上同一位置，如图所示。若A、B两沙包质量之比为1∶3，A、B两沙包的抛出点距水平地面高度之比为4∶1，两沙包均可视为质点，忽略一切阻力，则A、B两沙包（    ） A．在空中运动时间之比为1∶3 B．水平抛出时速度大小之比为4∶1 C．从抛出到落地过程中，加速度大小之比为1∶1 D．从抛出到落地过程中，速度变化量大小之比为4∶1 【答案】C 【详解】A．根据 可知，A、B在空中运动时间之比为2∶1，选项A错误； B．根据 可知，水平抛出时速度大小之比为1∶2，选项B错误； C．从抛出到落地过程中加速度均为g，即加速度大小之比为1∶1，选项C正确； D．根据 可知，从抛出到落地过程中，速度变化量大小之比为2∶1，选项D错误。 故选C。 3．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图甲中，船相对水垂直河岸匀速行驶，渡河时间与水流速度大小无关 B．图乙中，质点的运动轨迹已知，由此可知该质点加速度大小一直为零 C．图丙中，篮球经过P时所受合力可能沿图示方向 D．图丁中，若用小锤用力敲击弹性金属片，a球会比水平弹出的b球先落地 【答案】A 【详解】A．图甲中，船相对水垂直河岸匀速行驶时，渡河的时间为 可知，渡河时间只与船速有关，与水流速度大小无关，选项A正确； B．图乙中，该质点做曲线运动，则加速度不为零，选项B错误； C．图丙中，篮球只受重力作用做斜抛运动，则经过P时所受合力竖直向下，选项C错误； D．图丁中，若用小锤用力敲击弹性金属片，两球在竖直方向的运动完全相同，则两球会同时落地，选项D错误。 故选A。 4．如图，某同学在空旷的地面扔飞镖，曲线为飞镖飞行的轨迹。关于飞镖在空中飞行的过程中，下列说法正确的是（　　） A．飞镖的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上 B．飞镖处于平衡状态 C．飞镖加速度方向，在曲线每点的切线方向上 D．飞镖速度的大小不变，速度方向时刻发生变化 【答案】A 【详解】A．飞镖做曲线运动，根据曲线运动条件，加速度方向跟速度方向不在同一直线上，故A正确； B．忽略空气阻力飞镖所受合外力等于重力，不处于平衡状态，故B错误； C．忽略空气阻力飞镖只受重力，故根据牛顿第二定律可知，飞镖的加速度方向为重力加速度，竖直向下，故C错误； D．飞镖抛出后做曲线运动，速度方向不断改变，忽略空气阻力，飞镖做平抛运动，水平速度不变，竖直速度一直增大，合速度逐渐增大，即速度大小变化，故D错误。 故选A。 二、多选题 5．飞行员驾驶飞机沿水平直线匀速飞行，投弹轰炸一地面目标，他想看看投弹是否准确，下列说法中正确的（　　） A．不计空气阻力时，飞行员应竖直向下观察，方可看见目标爆炸情况 B．不计空气阻力时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况 C．空气阻力不能忽略时，飞行员应向前下方观察，方可看见目标爆炸情况 D．空气阻力不能忽略时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况 【答案】AD 【详解】AＢ．不计空气阻力时，炸弹水平方向做运动直线运动，炸弹水平分速度与飞机飞行速度相等，二者相同时间内水平方向飞行的距离相等，炸弹击中目标爆炸时飞机在目标正上方，故不计空气阻力时，飞行员应竖直向下观察，方可看见目标爆炸情况，Ａ正确，Ｂ错误； CＤ．空气阻力不能忽略时，炸弹水平方向做减速运动，故炸弹击中目标爆炸时飞机水平方向飞行的距离大于炸弹，故空气阻力不能忽略时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况，C错误，D正确。 故选AD。 6．甲、乙、丙三个小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，水平面上的p点在丙的正下方，在同一时刻甲、乙、丙开始运动，甲以水平初速度v。做平抛运动，乙以水平初速度v。沿光滑水平面向右做匀速直线运动，丙做自由落体运动，则下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙、丙三球同时相遇，则一定发生在P点 B．若甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在P点 C．若只有甲、乙两球在水平面上相遇，此时丙球一定落地 D．无论初速度v0的大小如何，甲、乙、丙三球一定会同时在P点相遇 【答案】ABC 【详解】A.甲做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体，与丙相同；水平方向是匀速运动，与乙的运动相同；三者同时开始运动，则甲在空中任意位置时，丙都和它在同一水平线上，乙都和它在同一竖直线上，所以若三者同时相遇，只能是在P点相遇，A正确； B.甲和丙在落地之前同一时刻在同一竖直线上，若在空中相遇，相遇点必然在P点所在的竖直线上，但不一定在P点，乙球始终在甲球的正下方，所以甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在P点，B正确； C.若只有甲、乙两球在水平面上相遇，由于丙球始终和甲球在同一水平线上，所以丙球落到P点，C正确； D.若v比较小，则可能出现甲、乙相遇点在P点的左侧，D错误； 故选ABC。 7．新投入使用的红岭中学艺体中心作为全国中学之最，为红岭学子提供了条件极好的现代化体育设施。如图所示，在高一（10）班进行如火如荼的班级羽毛球比赛中，某同学从高出水平地面h处水平击出一个质量为m的羽毛球。由于恒定的水平风力的作用，羽毛球竖直地落至距击球点水平距离为L的A点处。则下列说法正确的是（　　） A．球被击出后做平抛运动 B．该球被击出到落入A点处所用时间为 C．球被击出时的初速度大小为 D．球被击出后受到的水平风力的大小为 【答案】CD 【详解】A．由于水平方向有恒定的水平风力，所以球被击出后做的不是平抛运动，A错误； B．羽毛球竖直方向的运动为自由落体运动，由 因为水平方向不是匀速直线运动，因此从被击出到落入A点处所用时间不能为，B错误； C．羽毛球竖直地落至A点处，故其水平速度为零，水平方向根据运动学规律，有 解得 C正确； D．水平方向分运动为末速度为零的匀减速直线运动，由运动学公式，有 由牛顿第二定律得 综上可得 D正确。 故选CD。 三、实验题 8． 高中课外兴趣小组在做“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下实验器材：图钉、铅笔、弧形斜槽、小球、薄木板、铁架台、重垂线。 (1)实验过程还需要下列器材中的______。（填正确答案标号） A．刻度尺 B．天平 C．秒表 D．白纸 (2)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是______。（填正确答案标号） A．斜槽轨道末端可以不水平 B．斜槽轨道不必光滑 C．本实验不需要平衡摩擦力 D．小球每次不用从斜槽上同一高度释放 (3)如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度。从图像上分析，记录间隔 s：小球做平抛运动的水平初速度大小是 ，小球从抛出运动到点时，已经在空中飞行了 s。（此问取） 【答案】(1)AD (2)BC (3) 0.04 0.6 0.08 【详解】（1）A．需要刻度尺测量实验记录点间距离，A正确； B．实验是“研究平抛物体的运动”因而不需要测量小球的质量，即不需要天平，B错误； C．实验不需要测量小球运动的时间，即不需要秒表，C错误； D．实验需要白纸记录物体做平抛运动的轨迹，D正确。 故选AD。 （2）A．为使小球离开斜槽轨道末端做平抛运动，则斜槽轨道末端一定水平，A错误； BD．为使小球每次做平抛运动的初速度相等，小球每次要从斜槽上同一高度由静止释放，斜槽轨道不必光滑，B正确，D错误； C．本实验不需要平衡摩擦力，C正确。 故选BC。 （3）[1]如图乙所示，方格的边长，由匀变速直线运动的推论可得 [2]小球做平抛运动的水平初速度大小是 [3]小球从抛出运动到点时，由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得在竖直方向的分速度是 可得小球从抛出运动到点时，已经在空中飞行时间 9．图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（两球下落过程不发生碰撞） (1)关于实验条件的说法，正确的有 。 A．斜槽轨道必须光滑 B．P球的质量必须大于Q球的质量 C．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 D．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 (2)在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f= Hz，该小球平抛时的速度大小v0= m/s，c点的竖直分速度大小为 m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2） 【答案】(1)D (2) 25 0.80 1.0 【详解】（1）A．在研究小球做平抛运动规律的实验中，并不需要斜槽轨道光滑，只要保证保证小球做平抛运动即可，斜槽是否光滑对实验没有影响，故A错误； B．P球不与Q球直接发生碰撞，P球从斜槽上无初速度释放后在斜槽末端只需与挡片相碰就可使电路断开使电磁铁释放Q小球，这个对照实验验证了做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，与P、Q之间的质量无关，故B错误； CD．该实验过程只为验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，并不是为了得到平抛运动的轨迹，因此不需要保证小球每次做平抛运动的初速度相同，所以P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，故C错误，D正确。 故选D。 （2）[1]平抛运动在竖直方向做自由落体运动，在竖直方向由逐差相等可得 解得∶ 根据周期与频率之间的关系可得 [2]水平方向做匀速直线运动，根据坐标纸中的点迹可得，在水平方向 解得 [3]根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知在c点竖直分速度 10．某次实验中用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为，a球从A点水平抛出的同时，b球从与A点等高的B点开始无初速度下落，背景小方格为相同的正方形，重力加速度g取，不计空气阻力。 （1）比较a、b两小球的运动轨迹能确定平抛运动在竖直方向的运动是 （填标号）。 A．自由落体运动     B．匀速直线运动 （2）照相机拍摄相邻两张照片的时间间隔为 s，并结合照片可知背景小方格的边长为 m． 【答案】 A 0.1 0.05 【详解】（1）[1]由于a、b两小球同时开始运动，且相同时刻处于同一高度，因此平抛运动在竖直方向的运动是自由落体运动。 故选A。 （2）[2]由于光源的频闪频率为，因此照相机拍摄相邻两张照片的时间间隔为 根据 可得背景小方格的边长为。 11．某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”： （1）根据实验过程，以下说法正确的是 ； A．斜槽M轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．图中挡条N每次必须等间距下移 （2）图是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是 。 A．释放小球时初速度不为0        B．释放小球的初始位置不同       C．斜槽末端切线不水平 （3）改用频闪照相来研究平抛运动，将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上，如图所示，已知小球的直径为2cm，方格纸的边分别为水平和竖直方向，则该频闪相机频率为 Hz。（重力加速度g取10m/s2） 【答案】 B C 10 【详解】（1）[1]A．要保证小球的初速度相同，小球每次从斜槽上开始运动的位置必须相同，斜槽轨道不一定要光滑，故A错误； B．记录的点适当多一些可以减小误差，故B正确； C．为比较准确地描出小球运动的轨迹，根据记录点的分布规律，用平滑曲线拟合成运动轨迹，个别偏差较大的点，应当舍去，故C错误； D．描绘轨迹不需要等间距描点，所以图中挡条N每次不必等间距下移，故D错误。 故选B。 （2）[2]AB．由图可知，该小球的初速度方向偏上，与小球的初速度的大小无关，与释放小球的位置也无关，故AB错误； C．由图可知，该小球的初速度方向偏上，即小球的初速度的方向不是沿水平方向，则可知是斜槽末端切线不水平，故C正确。 故选C。 （3）[3]设该相机的频闪周期为T，相邻两小球位置之间的竖直间距分别为 竖直方向小球做自由落体运动，由 得 代入数据解得 则该频闪相机频率为 12．某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。    （1）在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球 ，则说明平抛运动在竖直方向上做 运动。 （2）在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在 方向上做 运动。 （3）图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的有 （多选）。 A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B．每次小球释放的初始位置可以任意选择 C．每次小球应从同一位置由静止释放 【答案】 同时落地 自由落体 水平 匀速直线 AC/CA 【详解】（1）[1] [2]由于任意高度，平抛运动和自由落体运动都会同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动； （2）[3] [4]在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向方向上做匀速直线运动； （3）[5] A．为保证小球做平抛运动初速度水平，安装斜槽轨道，使其末端保持水平，故A正确； BC．为保证小球做平抛运动初速度相同，故每次小球应从同一位置由静止释放，故B错误，C正确。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$