课时测评5 实验：探究平抛运动的特点-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评5　实验：探究平抛运动的特点 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(10分)(2024·清远市高一校考)某个同学利用不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： (1)如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明________。 A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动 B．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 C．平抛运动的轨迹是一条抛物线 (2)该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片简化图如图乙所示，图中背景正方形方格的边长为L＝4.9 cm，A、B、C是小球的三个位置，取g＝9.8 m/s2，由照片可知：照相机拍摄时每隔________s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0＝________m/s。 (3)另一同学采用如图丙所示的装置。关于该实验方法，下列选项中与误差无关的是________。 A．槽与小球间有摩擦 B．槽末端切线不水平 C．小球在同一位置静止状态释放 答案：(1)A　(2)0.1　1.47　(3)A 解析：(1)在题图甲所示的演示实验中，小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，做自由落体运动，A、B两球同时落地，说明A球在竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。故选A。 (2)由题图乙可知，小球在竖直方向上有Δh＝5L－3L＝gT2，解得T＝ ＝ s＝0.1 s，即照相机拍摄时每隔0.1 s曝光一次，小球在水平方向有Δx＝v0T＝3L，则v0＝＝ m/s＝1.47 m/s。 (3)本实验要求小球每次到达斜槽末端时速度相同，所以要求小球每次在同一位置由静止状态释放，否则会造成一定误差，而槽与小球有摩擦并不影响上述要求，与实验误差无关，故A符合题意，C不符合题意；本实验要求小球离开斜槽末端后做平抛运动，即在斜槽末端的速度沿水平方向，这就要求槽末端切线水平，否则会造成一定误差，故B不符合题意。故选A。 2．(10分)如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点(轨迹已擦去)，已知小方格纸的边长L＝0.9 cm，g取10 m/s2。请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题： (1)小球a→b、b→c、c→d所经历的时间________(选填“相等”或“不相等”)。 (2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据小球a→b、b→c、c→d的竖直方向位移差，求出小球b→c所经历的时间是 ______s。 (3)再根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v0＝ ________m/s。 (4)从抛出点到b点所经历的时间是______s。 答案：(1)相等　(2)0.03　(3)0.6　(4)0.045 解析：(1)小球a→b、b→c、c→d水平位移相等，因为水平方向上做匀速直线运动，所以经历的时间相等。 (2)根据Δy＝L＝gT2，得T＝ ＝ s＝0.03 s。 (3)平抛运动的初速度v0＝＝ m/s＝0.6 m/s。 (4)b点竖直方向的分速度vy＝＝ m/s＝0.45 m/s 则从抛出点到b点所经历的时间是t＝＝ s＝0.045 s。 3.(10分)(2024·东莞市高一联考期中)用如图甲所示的装置研究平抛运动的实验，请完成相关实验内容。 　 (1)将斜轨固定在桌面上，反复调节斜轨末端成水平。 (2)在末端出口处安装光电门并调节其到适当位置。将贴有坐标纸的木板紧靠在斜轨出口处竖直放置，并在坐标纸上将出口处标为O点，过O点作水平线为x轴、竖直线为y轴。 (3)用精密仪器测量出小球的直径d＝6.200 mm。 (4)从斜轨上释放小球，用每隔 s曝光一次的频闪照相机正对着木板照相，每次需让小球从同一位置由静止释放，是为了____________________。 (5)从数字计时器读得小球通过光电门的遮光时间为6.2×10-3s，则小球通过光电门时的瞬时速度为v1＝________m/s(保留2位有效数字)。 (6)用毫米刻度尺测量一个方格的边长a(图乙)，可读出边长a＝________cm，根据频闪照片中记录的信息，在图甲的坐标纸上标出小球离开斜轨后的5个连续位置A、B、C、D、E，其中A、E之间在水平方向上有12个方格，由此可求得小球做平抛运动的初速度为v2＝________m/s(v2计算结果保留2位有效数字)。 (7)多次实验发现总是有v1>v2，导致这个结果的可能原因有______。 A．小球在轨道斜面上受摩擦阻力 B．小球平抛运动过程受空气阻力 C．小球平抛运动轨迹平面与坐标纸不平行 D．小球经过光电门时，球心与光线不在同一高度 答案：(4)每次平抛的初速度相同　(5)1.0 (6)1.00　0.90　(7)BCD 解析：(4)每次需让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。 (5)小球通过光电门时的瞬时速度为 v1＝＝ m/s＝1.0 m/s。 (6)根据毫米刻度尺的读数规则可知，边长为a＝1.00 cm，由题可知，相邻两点间的水平距离和时间间隔分别为3.00 cm、 s，所以小球做平抛运动的初速度为v2＝＝ m/s＝0.90 m/s。 (7)轨道斜面的作用是使小球获得一个水平初速度，小球在轨道斜面上受摩擦阻力并不影响v2的大小，故A不符合题意；小球平抛运动过程受空气阻力，使得小球水平方向减速运动，v2值偏小，故B符合题意；小球平抛运动轨迹平面与坐标纸不平行，可能会造成小球运动过程中在坐标纸上的水平投影位移偏小，v2值偏小，故C符合题意；小球经过光电门，球心与光线不在同一高度，会造成遮光时间变短，则造成v1偏大，故D符合题意。故选BCD。 4.(10分)(2024·汕头市高一期中)某物理兴趣小组为了研究平抛运动，进行了探究实验，实验步骤如下： A．紧贴水平实验桌右后侧竖直固定贴有白纸的木板。在实验桌上固定竖直立柱，轻质弹簧一端固定在立柱上，弹簧水平，自由端在实验桌上的A 点； B．用小球向左压缩弹簧到B 点； C．把小球由静止释放，小球被弹开。观察小球离开桌面的位置O，在白纸上记录O 点位置。用重垂线作出过O点的竖直线，画出水平线。然后用带有小孔(小孔直径略大于小球直径)的硬纸板贴近木板上的白纸，注意保持硬纸板水平，调整纸板位置，使小球从小孔穿过，在白纸上记录小孔的位置； D．重复B、C两步骤，在白纸上记录小孔的不同位置； E．测量记录的小孔位置到所画竖直线的距离x和到水平线的距离y。 回答下列问题(当地重力加速度为g)： (1)小球应该采用______。 A．小塑料球 B．小木球 C．小皮球 D．小钢球 (2)实验桌面______(选填“需要”或“不需要”)光滑。 (3)小球每次从B点由静止释放是保证小球___________相同。 (4)在白纸上记录的点迹用平滑曲线连接起来，小球的运动轨迹为________。 (5)在坐标纸上建立坐标系，以y为纵轴，以______(选填“x”、“x2”或“”)为横轴，描点连线得出一条过原点的直线。 答案：(1)D (2)不需要 (3)平抛初速度 (4)抛物线 (5)x2 解析：(1)为了减小空气阻力的影响，应选用密度大、体积小的小钢球，故 A、B、C错误，D正确。 (2)桌面是否光滑，对平抛运动没有影响，故实验所用桌面不需要光滑。 (3)为了描述平抛运动的轨迹，多次释放小球，每次操作都使小球从桌面上的同一位置由静止释放，这样做可以保证小球每次做平抛运动的初速度相同。 (4)小球做平抛运动，根据数学知识可知，轨迹为抛物线。 (5)以y为纵坐标，以x2为横坐标，把记下的数据描绘在坐标纸上，在坐标纸上得到一条过原点的直线。 学生用书第19页 学科网（北京）股份有限公司 $