2025-2026学年高一寒假假期作业实验专题：实验 探究平抛运动的特点

高中物理必修第二册假期作业 实验：探究平抛运动的特点（实验专题）试卷答案 1.(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动　(2)P、Q二球相碰　平抛运动在水平方向上是匀速直线运动　(3)不是 2.(1)匀速直线　相等时间内小球在水平方向上通过的位移相等　(2)0.1　1 解析　(2)设每次曝光时间间隔为T，在竖直方向上，根据Δy＝aT2，可知2L＝gT2，则T＝＝0.1 s；小球在水平方向上做匀速直线运动，则v0＝＝1 m/s. 3.(1)BC　(2)左边　(3)较大　较低 (1)为保证小球做平抛运动，小球运动时不能与竖直板接触，A错误；为保证小球做平抛运动，固定斜槽时斜槽末端切线必须水平，B正确；研究一条运动轨迹时，小球的初速度必须相同，因此小球每次都要从同一位置由静止释放，C正确；连线时让尽可能多的点在光滑曲线上即可，D错误。 (2)实验中小球碰到接球槽时可能会反弹，因此应该取靠前的点，即左边的点进行测量。 (3)由题图4知，小球下落相同的高度时图线①的水平位移大，故其对应的平抛运动的初速度大，图线②所对应的小球初速度较小，则其在斜槽上释放的位置较低。 4.(1)末端水平　水平　初速度相同　(2)大小相同　(3)2.0 解析　(1)实验前应反复调节实验装置，直到斜轨末端水平，保证小球抛出时初速度水平，做平抛运动，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球水平抛出的初速度相同． (2)平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，每次将B板向纸面内侧平移距离d，是为了保证小球在相邻痕迹点的水平距离大小相同． (3)由Δy＝gT2，解得T＝＝＝ s＝0.1 s，小球做平抛运动的初速度v0＝＝ m/s＝2.0 m/s. 5.[答案]　(1)BD　(2)a．球心　需要　b．大于　x　(3)AB 根据平抛运动的规律：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动解答。 (1)本实验中要保证钢球飞出斜槽末端时的速度水平，即钢球做平抛运动，且每次飞出时的速度应相同，所以只要每次将钢球从斜槽上同一位置由静止释放即可，故B、D正确。 (2)a．平抛运动的起始点应为钢球静置于Q点时，钢球的球心对应纸上的位置，由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动，所以在确定y轴时需要y轴与重垂线平行； b．由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间隔内所通过的位移之比为1∶3∶5∶7∶…可知，由于A点不是抛出点，所以＞；设AB、BC间所用的时间为T，竖直方向有：y2－y1＝gT2，水平方向有：x＝v0T，联立解得：v0＝x。 (3)平抛运动的特性：初速度为v0，加速度为g，细管水平喷出水柱满足要求，A正确；用频闪照相法在同一底片上记录钢球不同时刻的位置即平抛运动的轨迹上的点，平滑连接在一起即为平抛运动轨迹，所以此方案可行，B正确；将铅笔垂直于竖直的白板放置，以一定初速度水平抛出，笔尖与白纸间有摩擦阻力，所以铅笔做的不是平抛运动，故此方案不可行，C错误。 6.答案　(1)C　(2)1.6 解析　(1)由于A、B两球从同一高度同时开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律，由于B球做自由落体运动，故A球在平抛过程中的竖直方向也做自由落体运动，故C正确，D错误；而A球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定A球的水平方向的运动所遵循的规律，故A、B错误． (2)小球做平抛运动，在水平方向上有x＝v0t， 在竖直方向上有y＝gt2，解得v0＝x； 由题图实验数据可得v0＝x＝0.32× m/s＝1.6 m/s. 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理必修第二册假期作业 实验：探究平抛运动的特点（实验专题） 第一部分 实验过程 一、实验目的 探究平抛运动两个分运动的特点；会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹． 二、实验思路 1．基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点． 2．平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动． 三、进行实验 方案一　用平抛运动实验器定性探究两分运动特点 1．研究平抛运动水平方向分运动的特点 如图所示，从轨道A射出的钢球做平抛运动，从轨道B射出的钢球做匀速直线运动． (1)使电磁铁C和D分别相对各自轨道出口水平线处于相同高度．把两个钢球分别吸在电磁铁C、D上．切断电源，使两个钢球以相同的初速度同时水平射出． (2)改变电磁铁C、D与各自轨道出口水平线的相对高度，并确保高度相等． (3)多次重复以上步骤，观察实验现象，发现两球总是相撞在一起． (4)实验表明：平抛运动的钢球在水平方向的分运动是匀速直线运动． 2．研究平抛运动竖直方向分运动的特点 (1)把两个钢球分别吸在电磁铁C、E上，并确保电磁铁E上的钢球与轨道A出口处于同一高度．释放轨道A的钢球，钢球在水平出口处碰撞开关S，切断电磁铁E的电源，使钢球从电磁铁E处释放，做自由落体运动． (2)改变电磁铁E的位置，让其从N向M移动． (3)多次重复以上步骤，观察实验现象，发现两球总是相撞在一起． (4)实验表明：平抛运动的钢球在竖直方向的分运动是自由落体运动． 方案二　轨迹法研究平抛运动 1．实验装置和实验过程 (1)如图所示安装实验装置． 把坐标纸和复写纸叠放在一起，压入竖直平板纸夹内，使接球槽上升到合适的高度，使一端有电磁铁的斜槽末端水平． (2)把钢球吸在固定的电磁铁上，断开电源，释放钢球．钢球沿着导轨凹槽滚下并被水平抛出，落在接球槽上，通过复写纸在坐标纸上留下印迹． (3)逐次下调接球槽，重复以上操作得到钢球的一系列运动点迹． (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在坐标纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴． (5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹． 2．注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)． (2)平板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直． (3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次平抛运动的轨迹相同． (4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在平板上的投影点． 方案三　频闪照相(或视频录制)的方法 (1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)； (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系； (3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置； (4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移； (5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点． 四、数据处理 1．研究平抛运动水平分运动特点 根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，若这些水平位移相等，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动；同样的方法，可研究竖直分运动特点． 2．计算平抛物体的初速度 (1)平抛轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0. 因x＝v0t，y＝gt2，故v0＝x. (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点) 在轨迹上任取三点A、B、C(如图所示)，使A、B间及B、C间的水平距离相等，设为x，由平抛运动的规律可知A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，重力加速度为g，则 Δh＝hBC－hAB＝gt2 所以t＝ 所以初速度v0＝＝x. 第二部分 针对训练 1．某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。 图1　　　　　图2　　　　　图3 (1)甲同学采用如图1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2所示的装置。用两个相同的弧形轨道M、N分别发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑水平面相切，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，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是_____________________________________； 保持AC＝BD，仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置，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3所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为2.5 cm，分析可知，位置1________(选填“是”或“不是”)平抛运动的起点。 2.如图所示是采用频闪照相的方法拍摄到的小球做平抛运动的部分照片．背景标尺每小格边长均为L＝5 cm，则： (1)由图可知，小球在水平方向做________运动，理由是_____________________________． (2)拍摄时每________ s曝光一次，平抛运动的初速度为________ m/s.(取重力加速度g＝10 m/s2) 3．在“研究平抛运动”的实验中，采用图1所示的实验装置，其简图如图2所示，水平抛出的小球落入接球槽中，通过复写纸在白纸上留下痕点。 (1)下列说法正确的是________。 A．小球运动时可以与竖直板相接触 B．固定斜槽时，必须保证斜槽末端切线水平 C．在研究一条运动轨迹时，小球每次都要从同一位置由静止开始释放 D．为了准确地找出小球运动的轨迹，必须用光滑曲线把所有的点连接起来 图1　　　　图2　　　　图3　　图4 (2)实验中小球碰到接球槽会在复写纸下面的白纸上留下相近的两个点(如图3所示)，应该取______(选填“左边”或“右边”)的点进行测量。 (3)图4是实验中小球从斜槽上不同位置下落获得的两条轨迹，图线①所对应的平抛运动的初速度________(选填“较小”或“较大”)，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置________(选填“较低”或“较高”)。 4.某同学设计了一个探究平抛运动的特点的实验．实验装置示意图如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′……)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，用平滑曲线连接各痕迹点就可得到平抛运动的轨迹． (1)实验前应反复调节实验装置，直到斜轨______、A板________、插槽垂直于斜轨末端且P0P0′在斜轨末端正下方．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的________． (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了使记录纸上每两点之间的水平距离________________． (3)如图乙所示，该同学在实验中记录小球做平抛运动的起点位置为O(未画出)，A(坐标原点)为小球运动一段时间后的位置，根据图中所示平抛运动的部分轨迹，g取10 m/s2，求出小球做平抛运动的初速度为________ m/s.(结果保留两位有效数字) 5.用如所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 (1)下列实验条件必须满足的有________。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 (2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________(选填“需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行。 b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则____(选填“大于”“等于”或“小于”)。可求得钢球平抛的初速度v0大小为______(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)。 图2 (3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________。　 A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B．用频闪照相法在同一底片上记录平抛钢球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 6.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地． (1)该实验现象说明了A球在离开轨道后________(填选项前的字母)． 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自由落体运动 D．竖直方向的分运动是匀速直线运动 (2)实验中得到的轨迹如图所示，其中O点为平抛运动的起点，根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0＝________ m/s.(g取9.8 m/s2) 学科网（北京）股份有限公司 $