5.3 实验：探究平抛运动的特点-【重难点手册】2025-2026学年高中物理必修第二册同步练习册（人教版）

方法总结 绳关联速度分解方法 求解绳关联速度问题时，需注意物体的实际运动为合 运动，可将此运动分解为沿绳方向和垂直于绳方向的两个 分运动，而关联物体沿绳方向的速度大小相等 3.A【解析】拉住把手使滑轮A从初始位置由静止开始做加 速度为1m/s2的匀加速运动，当A到达题图乙位置时，对 A有2a(L一Lcos60°)=w,解得此时滑轮A的速度大小 为vA=1m/s,滑轮A与滑轮B沿玻璃门方向的分速度大 小相等，则有Acos60°=UBCOS30°，解得滑轮B的速度大 小为B= 3m/s,故选A 4.C【解析】球A与球形容器球心等高，则速度U1方向竖直 向下，将速度分解如图所示，有=1s血30=1，此 时球B速度方向与杆成a=60°角，因此v21=v2cos60°= 22,沿杆方向两球速度相等，即21=01，解得2=1，选 项C正确！ 方法总结 关联速度（杆联）的求解方法 (1)作出合速度（对地的速度）； (2)分解合速度（沿杆和垂直于杆进行分解）； (3)通过沿杆方向分速度大小相等列等式求解」 5.A【解析】点A绕点O转动，速度方向沿圆弧轨迹切线，即 方向垂直于OA向下，将A分解如图所示，则有VAsin0= v,解得A sin0方向垂直于OA向下，故选A 0 7777777777 777777777 6.B【解析】作出经过△t时间后的相对位置，如图所示，以左 边正方形框为参考系，右侧框的速度为3v, 所以x=3d=Bd,d=t,所以4=多厄，放交点相对 于地面参与两个分运动，相对于左侧框以1向右运动的同 时随着左侧框以口向左运动，则v2:=c0s46°-v=2, %=m5-音，所以=V0十喝= 20,故 选B. 方法总结 关联速度（面联）的求解方法 (1)作出合速度（对地的速度）； (2)分解合速度（垂直于接触面和沿接触面进行分解）： (3)通过垂直于接触面方向分速度大小相等列等式 求解。 第3节 实验：探究平抛运动的特点 基础过关练 1.D【解析】平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动，但 这个实验没有说明，A、B错误；两球同时落地，说明两球在竖 直方向的运动相同，即平抛运动竖直方向的分运动是自由落 体运动，C错误，D正确， 2.D【解析】从手机照片中可以看到，同一时刻两小球处于同 一竖直高度，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动. 3.C【解析】因为A、B两球同时从同一高度开始下落，并且 同时到达地面，所以在竖直方向两球遵循相同的运动规律， 因为B球做的是自由落体运动，所以A球在竖直方向也做 自由落体运动；而A球在水平方向的运动没有可以参照的 物体，所以无法确定A球在离开轨道后水平方向所遵循的 关键点：需要正确识别模型，能得到A球在竖直方向上的运 动特点 规律，而且做自由落体运动的物体运动规律与物体本身的质 量无关，故C正确，A、D错误.在重复实验时，A球沿轨道下 滑的初始位置可以改变，因为改变后水平方向的初速度会发 生改变，但竖直方向仍然做自由落体运动，不影响该实验的 结果，故B错误 综合提能练 1.(1)A(2)将小球无初速度放在斜槽的末端，看小球是否保 持静止状态(3)BCD(4)C 【解析】(1)为减小空气阻力对实验的影响，要选质量大且体 积小的小球.故选A (2)将小球无初速度放在斜槽的末端，看其是否保持静止状 态，若小球保持静止状态，则说明斜槽末端是水平的， (3)小球释放的初始位置并非越高越好，若是太高，导致水平 抛出的速度太大，实验难以操作，故A错误；必须每次释放 的位置相同，以保证小球获得相同的初速度，故B正确；小球 在竖直方向做自由落体运动，为了正确描述其轨迹，必须使 坐标纸上的竖线是竖直的，故C正确；小球靠近但不接触木 板，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D正确。 (4)小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，所 以方格纸应该水平竖直，小球在斜槽末端静止时在木板上 关镀点：熟悉概念，对于平抛运动或者抛体运动理解透彻 的投影应该在方格纸上，故选C 2② 528,8【解析】在竖直方向上，根据匀变速直线运动 的规律有△y=L=gT,得T=√名=兰s,由公式可得小 球韧速度为。华- 2m/s=5√2m/s.b点竖直方向的 √ 4 L=16v2 速度w行头 4 m/s,所以b点的速度v%= √6+v%=8.8m/s. a.0(②L(8DL√2 g 【解析(1)刻度尺读数要估读到最小分度的下一位，所以D= 4.50cm(2)由平抛运动的公式L=,H=?g2,联立解 得=L√2 .(3)出水量Q等于流速乘管的横截面积，可 得Q=s,S=02=(》'联立解得Q=DL√品 D)2 4.(1)竖直方向(2)CD(3)球心(4)0.5 【解析】(1)观察两球是否同时落地，从而判断两球在竖直方 向的运动是否相同，即观察A球竖直方向上分运动的特点. (2)为了使小球每次抛出时的初速度相同，斜槽轨道和小球 不必光滑，只需每次让小球从同一位置由静止滚下即可，故 选C、D (3)球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是 小球球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点. (4)平抛运动在竖直方向为自由落体运动，有△h=gT,从A 到B高为T√-√-2 10 0.1s,小球平抛的初速度为o= 2L_2×2.5×102 T 0.1 m/s= 0.5m/s. 培优突破练 1.(1)ABD(2)自由落体；A球相邻两位置水平距离相等 (3)10(4)z2-2 y2-2y1 【解析】(1)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，选 择体积小、质量大的小球可以减小空气阻力的影响，A正确； 本实验需要借助重垂线确定竖直方向，B正确；实验过程应 先打开频闪仪，再水平抛出小球，C错误，D正确 (2)根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可以判断出A 球在竖直方向做自由落体运动；根据A球相邻两位置水平 距离相等，可以判断A球在水平方向做匀速直线运动. (3)小球从高度为0.8m的桌面水平抛出，根据运动学公式 A=7,解得1=04s,颜闪仪每秒领闪25次，颜闪周期 1 T一2方s=0.04s,故最多可以得到小球在空中运动个数为 ÷=10. (4)如图所示，x0y0分别表示水平和竖直方向，设重垂线方 向y。与y轴间的夹角为0，建立坐标系存在两种情况.当建 立的坐标系为x1y1时，则x轴方向做匀减速运动，根据逐 差法计算加速度有x2一2x1=一gsin0(2T)2,y轴方向有 y2-21=g0s0(2T),联立解得an0=21兰.当建立 y2-2y1 的坐标系为x2y2时，则x轴方向做匀加速运动，根据逐差 法计算加速度有x2一2x1=gsin0(2T)2,y轴方向有y2 2y1=g0os0(2T)2,联立解得am0=2二2.综上所述，重 y2-2y1 垂线方向与y轴间夹角的正切值为tan0= |x2-2x1l y2-2y1 g. 第4节抛体运动的规律 基础过关练 1.B【解析】平抛运动的加速度为重力加速度，所以平抛运动 是匀加速曲线运动，故A错误；平抛运动的时间由竖直方向 上自由落体运动的时同决定，4=√管，所以h起大，时间越 长，故B正确；水平距离x=vot既与水平初速度有关，又与 时间有关，由二者共同决定，故C、D错误 2.C【解析】因a、b球同时抛出，高度决定时间，故两小球不 可能同时到达P点，不可能在P点相遇，故A错误；由h 方s,得=√受因，>h,所以：>故C正确：由题 图知xa<x6,又由于ta>t6,由x=l知a<6,故B错误； a球落地速度大小。=√o后十(gta)严，b球落地速度大小 6=√o话十(gtb)7,因为a<%,ta>t6,无法比较a和6 的大小，故D错误 3.C【解析】由于惯性，炸弹和飞机水平方向具有相同速度，因 此释放的每颗炸弹都在飞机的正下方，故炸弹落地前排列在 同一条竖直线上，故A、B错误；炸弹在水平方向做匀速运 动，速度设为0，每次前一个炸弹落地后，经过1s后一个炸 弹落地，故相邻两颗炸弹落地点间距为s=ot,炸弹释放时 间间隔恒定，速度恒定，相邻两颗炸弹落地点间距恒定，故 5第3节 实验：探 A基础过关练 测试时间：10分钟 1.[知识点2]如图所示，用小锤轻击弹簧金属片，B 球水平飞出，同时A球被松开，竖直向下运动，两 球同时落地.分别改变小球距地面的高度和小锤 击打的力度，多次重复实验，两球总是同时落地 这个实验说明B球(). A水平方向的分运动是匀速直线运动 B.水平方向的分运动是匀加速直线运动 C.竖直方向的分运动是匀速直线运动 D.竖直方向的分运动是自由落体运动 第1题图 第2题图 2.[知识点1、2]如图所示，某学习小组利用手机的 频闪功能，成功记录了两小球的运动情况.实验 中两个小球同时开始运动，甲小球由静止释放， 乙小球水平抛出.小组成员从手机照片中看到同 一时刻两小球处于同一高度，这说明( A.平抛运动在水平方向上的运动是匀速直线运动 B.平抛运动在水平方向上的运动是自由落体运动 C.平抛运动在竖直方向上的运动是匀速直线运动 D.平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动 3.[知识点2](2025·江苏涟水一中月考)某同学 在做探究平抛运动规律实验时，让A球沿圆弧 轨道由静止下滑，A球离开轨道末端（末端水 平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的 B球同时自由下落（下落前B球与轨道末端处 于同一高度)，如图所示.改变整个装置距水平地 面的高度，重复实验，发现两球总是同时落地.关 于该实验，下列说法正确的是(). ,第五章抛体运动 究平抛运动的特点 A.在实验中，A、B两球的质量应保持相等 B.在重复实验时，A球沿轨道下滑的初始位置 应保持不变 C.该实验说明A球在离开轨道后竖直方向做自 由落体运动 D.该实验说明A球在离开轨道后水平方向做匀 速直线运动 B综合提能练 ●测试时间：20分钟 1.[重难点1们(2025·安徽安庆一中阶段练习)在 “探究平抛运动的特点”的实验中： (1)为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时， 应选择 A实心小铁球 B.空心小铁球 C.实心小木球 D.以上三种球都可以 (2)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上， 实验前要检查斜槽末端是否水平，请简述你 的检查方法： (3)关于这个实验，以下说法正确的是 A.小球释放的初始位置越高越好 B.每次小球要从同一高度由静止释放 C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线 是否竖直 D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板 (4)在做“探究平抛运动的特点”的实验时，坐标纸 应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定 情况与斜槽末端的关系正确的是 B 用重难点手册高中物理必修第二册R小， D 2.[重难点2]在研究小球做平抛运动的实验中，某 同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平 抛运动的照片，小方格的边长L=125cm,小球 在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所 示，则照相机每隔 s曝光一次，小球平 抛初速度为o=」 m/s,到达b点时的瞬 时速度大小为%=」 m/s(g=10m/s2, 最后一空的计算结果保留2位有效数字). 3.[重难点2]在农田旁离地一定高度架有一水管， 管口水平，小明根据学到的平抛运动知识，只用 一把卷尺，测量出水口单位时间内流出的最大水 量（假设水从出水口沿水平方向均匀流出，已知 重力加速度为g).步骤如下： 1235cm 甲 (1)如图甲，关闭水阀，用卷尺测量出水龙头的内 直径D= cm. (2)如图乙，测量水管上沿离地高度H,打开水 管阀门且将其调到出水量最大，记下喷出水 最远的落地位置，关上阀门，测量出最远位置 到出水口的水平距离L,则水流速度= (用题中物理量的字母表示)， (3)请推导单位时间出水量表达式Q= (用题中物理量的字母表示). 4.[重难点2](2025·湖北省武昌实验中学月考) 在探究平抛运动的特点实验中，某同学进行了如 下实验探究： 8 (1)如图甲，用小锤击打弹性金属片，小球A、B同 时开始运动，比较它们落地时间的先后.改变 小球距离地面的高度和小锤击打的力度，多 次重复这个实验.该同学探究的目的是观察 A球在」 (填“水平方向”或“竖直方 向”)上分运动的特点， 甲 (2)在如图乙所示的实验装置中，斜槽M末端水 平，向纸内倾斜的挡板N水平放置且可上下 调节.实验时，先将一张白纸和复写纸固定在 装置的背板上，让小球在斜槽中从某一高度 滚下，小球从斜槽末端飞出后落到挡板上，挤 压复写纸，在白纸上留下印迹.上下调节挡板 N,通过多次实验，在白纸上记录小球所经过 的多个位置.最后用平滑曲线把这些印迹连 接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹.实验 中必须满足的条件有 A.斜槽轨道光滑 B.小球必须光滑 C.每次均无初速地释放小球 D.每次从斜槽上相同的位置释放小球 (3)为测量平抛运动的初速度，将小球静置于斜 槽末端，取平抛运动的起始点为坐标原点，在 白纸上建立以水平方向为x轴、竖直方向为 y轴的坐标系，则小球的 (填“最上 端”、“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置 即为原点 (4)图丙为该同学在坐标纸上记录小球经过迹 上的A、B、C三点，已知坐标纸每小方格的边 长为2.5cm,重力加速度g取10m/s2,则小 球做平抛运动的初速度大小为 m/s. 丙 C培优突破练 测试时间：5分钟 1.[重难点1、2](2023·北京卷)用频闪照相记录平 抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点. (1)关于实验，下列做法正确的是 A,选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向 C.先抛出小球，再打开频闪仪 D.水平抛出小球 (2)在图1所示的实验中，A球沿水平方向抛 出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上 述运动过程.图2为某次实验的频闪照片，在 误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的 竖直高度相同，可判断A球竖直方向做 第五章抛体运动 运动；根据 ,可判断A球 水平方向做匀速直线运动. 0 0 图1 图2 (3)某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平 飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒 频闪25次)，最多可以得到小球在空中运动 的 个位置. (4)某同学实验时忘了标记重垂线的方向，为解 决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标 原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴 和y轴的正方向，建立直角坐标系xOy,并 测量出另外两个位置的坐标值(x1,y1)、 (x2,y2),如图3所示.根据平抛运动规律， 利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线 方向与y轴间夹角的正切值为 。x y上--0 ------0 图3 9