课时分层检测(4)实验：探究平抛运动的特点-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第二册同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 得分 课时分层检测（四） 实验：探究平抛运动的特点 1.如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放： LOA LAB LBC= ,这表明竖直方向 置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞 是初速度为 的 运动. 传感器可测得小球的水平初速度和飞行时：3.某实验小组利用图所示装置测定平抛运动 间，底板上的标尺可以测得水平位移.保持 的初速度.把白纸和复写纸叠放一起固定在 水平槽口距底板高度h=0.420m不变，改： 竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面 变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出： 的底边ab与桌子边缘及木板均平行.每次 小球做平抛运动的初速度o、飞行时间t和 改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面 水平位移d,记录在表中。 顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白 纸上记录钢球的落点 光电门传感器 斜槽 轨 0小球 碰撞传感器 铅垂线 调节螺旋 由表中数据可知，在h一定时，小球水平位 (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是 移d与其初速度vo成 ,与 无关 A.实验时应保持桌面水平 B.每次应使钢球从同一位置由静止开始释放 vo (m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584 C.使斜面的底边ab与桌边重合 t(ms) 292.7 293.0 292.8 292.9 d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4 D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 2.在做“探究平抛物体的特点”的实验时： (2)实验小组每次将木板向远离桌子的 方向移动0.2m,在白纸上记录了钢球 (1)钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸 的4个落点，相邻两点之间的距离依次 上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y轴，竖直线是用 这一器材来 为15.0cm、25.0cm、35.0cm,示意图 如图.重力加速度g=10m/s2,钢球平抛的 确定的 初速度为 m/s. (2)某同学通过实验得到 (3)如图装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其 的轨迹如图所示，由轨迹 作用是 可知，竖直距离yO4： yAB÷yBC= 127 班级 姓名 得分 4.如图甲所示是某种“探究平抛运动的特点”：5.某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的 的实验装置. 规律.实验时该同学使用频闪仪和照相机对 做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 电磁铁 0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照 片如图(b)所示（图中未包括小球刚离开轨 777777777777 甲 道的影像).图中的背景是放在竖直平面内 (1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小： 的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平 球离地面的高度均为H,此瞬间电路断开使： 面平行，其上每个方格的边长为5cm.该同 电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地. 学在实验中测得的小球影像的高度差已经 改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地.该 在图(b)中标出. 实验结果可表明 A.两小球落地速度的大小相同 斜槽 纸板 B.两小球在空中运动的时间相等 C.a小球在竖直方向的分运动与b小球的运 动相同 木板 D.a小球在水平方向的分运动是匀速直线 (a 运动 (2)利用该实验装置研究a小球平抛运动的 6.1 cm 速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到 8.6cm 小球运动轨迹中的三个点A、B、C,如图乙所 11.0cm 示，图中O为抛出点，B点在两坐标线交点， 13.4cm 坐标xB=40cm,yB=20cm,则a小球水平 (b) 飞出时的初速度大小o= m/s; 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） 平抛小球在B点处的瞬时速度的大小B m/s(g取10m/s2). (1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的 水平分量大小为 m/s,竖直分量大 小为 m/s. (2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度 的大小为 m/s2. 1287.C[两杆的交点P参与了两个分运动：与B 杆一起以速度水平向左的匀速直线运动和 沿B杆竖直向上的匀速运动，交点P的实际运 动方向为沿A杆斜向上，如图所示，则交点P 的速度大小为p一 0s0故C正确.] 8.C[将甲的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，如图所示， 乙拉绳子的速度等于甲沿绳子方向的分速度，设该速度为绳， 53 甲人 根据平行四边形定则得，甲在B点的实际建度0B一0s53,将乙 在D点的速度分解可得v格=vDc0s37°，联立可得gc0s53°= Dcos37°，同理，则有vAc0s37°=cc0s53°.由于控制乙物体以 v=2m/s的速度由C点匀速向下运动到D点，因此甲在A点的 速度为v4=1.5m/s,故A、B错误：设甲与悬，点连线与水平方向 夹角为α，乙与悬点连线与竖直方向夹角为B,由以上分析可得)甲 cosa二cosB,在乙匀速下降过程中，a角逐渐增大，B角逐渐减小， 则甲的速度逐渐增大，故C正确，D错误. 9.C [船在渡河时，由于水流有速度，则船不沿船头方向运动，把船 的速度分解到沿着河岸和垂直河岸方向，垂直河岸方向的速度1 d =0sin8,剥渡河时间1一3in0,故A错误：由图可知，根据矢量合 成法则，船的合速度方向，也就是船行歌的方向，一定在船速度方 向和水流速度方向央角范围内，则一定不指向A,指向A下游的 某一位置，故B错误，C正确：水流的速度u增大，不影响垂直河岸 方向的速度，则渡河时间不变，故D错误. 10.C[小船在静水中先做加速运动后做减速运动，具有加速度，水流 速度不变，所以小船的运动轨迹是曲线，故A错误：研究垂直于河岸 方向的运动，速度一时间图像围成的面积表示位移，则小船渡河的 宽度d=4X60 m=120m,故B错误：根据运动的等时性可知，小船 沿河岸方向运动了60s,运动的距离为x=3×60m=180m,故C正 确：根据失量合成法则可知，小船在静水中的速度最大时，渡河速度 最大，有m=√32十42m/s=5m/s,故D错误.] 11.解析(1)由题意知，当船在垂直于河岸方向上的分速度最大 时，渡河所用时间最短，河水流速平行于河岸，不影响渡河时间， 所以当船头垂直于河岸渡河时，所用时间最短，最短时间为 d-100 s=205. 71 如图甲所示，当船到达对岸时，船沿平行于河岸方向也发生了位 移，由题意可得x=2t=3×20m=60m,由几何知识可得，船的 位移为l=√d十x2,代入数据得1=20√34m 甲 2)船在静水中的速度为，=5m/s.大子水流速度，=3m 故当船的实际速度方向垂直于河岸时，船的位移最小，如图乙所 示，所用的时间为'=4 d 100 s=25s. /52-32 (3)当水流速度，'=6m/$时，则水流速度大于船在静水中的速 度功1=5m/s,不论w1方向如何，其合速度方向总是偏向下游， 故不能垂直河岸渡河， 答案(1)20s20√/34m(2)25s(3)不能 12.A[在图示位置时，B点的合速度B沿切线方向，则B点沿AB 杆的分速度为1=Bc0s0,而在AB杆上的A,点的合速度为vA, 即活塞的速度，如图所示，沿杆方向的分量2=1=Bc0s,而 0s0解得A=u,故选A] VA= 0 B 13.C「体育老师匀速从A运动到BC边某处，且不影响跑操队伍， 则其一方面沿着队伍行进方向的速度)，不能小于2m/s,另一 方面还要有一个垂直于跑操队伍前进方向的速度⑦，其实际速度 23 (师=√/)，2十，2)一定大于2m/s,与AB有一定的夹角，故A、B 错误；若体育老师在0.5s到达BC边，则其垂直于跑操队伍前进方 向的递度，=，代入数据可得巴，=6m/s,体有老师平行于跑操 队伍运动方向的速度，≥2m/s,其合速度师≥2√I0m/s即可，作 为体育老师，是可以实现的，故C正确：若体育老师要跑到BC边中 L 点D处，则运功时间1=三≤1。，剥头香直子地提队伍前进方向的 速度心，= 4≥3m/s,体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度 vr≥2m/s,则合速度v师≥√13m/s,故D错误.门] 课时分层检测（四） 1,解析由题表中数据可知，h一定时，小球的水平位移d与初速度 成正比，与飞行时间t无关」 答案正比飞行时间t 2,解析(1)竖直方向用重垂线确定，因为小球在竖直方向所受的 重力是竖直向下的. (2)由轨迹可知，竖直距离yo4:yA地：yw=1:3:5:由于水平 距离xo4=xa=,则ta4=tAB=tr,所以toA:tAB:tk=1: 1:1在连续相等的时间内，竖直方向的位移之比为1：3：5…， 表明竖直方向是初速度为零的匀加速运动，)点就是抛出点 答案(1)重垂线(2)1：3：51：1：1 匀加速 3.解析(1)为了使钢球离开桌面做平抛运动，实验时应保持桌面 水平，A项正确：为了使钢球做平抛运动的初速度相同，每次应使 钢球从同一位置由静止释放，B项正确：实验与斜面是否光滑无 关，D项错误：若ab边与桌边重合，则钢球在空中做的不是平抛运 动，C项错误. (2)钢球在水平方向做匀速直线运动，每次向右移动0.2m,钢球 做平地运动的时间均匀增大：竖直方向上，钢球做自由落体运动， △g=2m/s 有△y=gT,得T=0.1s,所以钢球平抛的初速度0= (3)木板上悬挂铅垂线是为了调整木板使其处于竖直状态. 答案(1)AB(2)2(3)方便将木板调整到竖直平面 4.解析(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均 为H,此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地， 知运动时间相等，球在竖直方向上的分运动与b小球的运动相同， 但不能说明小球水平方向的分运动是匀速直线运动，故选BC. 2)已知=40cmy%=20cm,由=h=立t得，1=√ 2yB /2×0.2 10 5=0.25,则平抛运动的初速度=型=0号 0.2m/s 2.0m/s:B点在竖直方向上的分速度v,=gt=2.0m/s,则B点的 瞬时速度z=√o十，7=√22+2m/s=2瓦m/s≈2.8m/s 答案(1)BC(2)2.02W2(或2.8) 5,解析(1)小球在水平方向上做匀速直线运动，小球运动到A点 时，由题图(b)可知，其速度的水平分量，= 5×10-2 m/s= 0.05 1,0m/s,小球在竖直方向上做匀加速直线运动，根据中间时刻的 瞬时速度等于这段时间的平均速度可知，小球运动到A点时，其 速度的竖直分量0，=8.6+11.0)×10 -m/s=2.0m/s. 2×0.05 (2)在竖直方向上，根据△y=gT,解得当地的重力加速度 g=08.4+11.0-86-6.1)×10- -m/s2=9.7m/s2 0.12 答案(1)1.02.0(2)9.7 课时分层检测（五） 1,B[被抛出的物体，若只受重力，则物体的运动是抛体运动，A错 误：抛体运动的加速度是重力加速度，恒定不变，所以抛体运动是 匀变速运动，B正确：在抛体运动中，只有平抛运动在竖直方向上 是自由落体运动，C错误；由抛体运动的定义可知，D错误.] 2.C[做平抛运动的物体加速度恒为g,则速度的变化量△=g△， 方向始终竖直向下，故选项C正确，门 3,D[子弹离开气枪后做平抛运动，在竖直方向上子弹和钢球都做 自由落体运动，设子弹的初速度为%，气枪与钢球的水平距离为 工，则只要气枪离电磁铁的距离在子弹的射程内，经过时间1=工 子弹正好击中下落的钢球，故选项D正确，] 4,C[根据H一h=2g知，篮球在空中飞行的时间t 2(H),故A、B错误：篮球的水平位移为x=o1= 0入 2(HD,故C正确，D错误.] g 8