5.3 实验：探究平抛运动的特点-【无敌原创】2025-2026学年高中物理必修第二册同步课时卷

3实验：探究平抛运动的特点 基础过关) 1.(多选)如图所示，在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动， 通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描出运动轨迹，下面列出了一些操作要求 正确的是 製 第1题图 A.通过调节使斜槽的末端保持水平 B.每次释放小球的位置可以不同 C.每次必须由静止释放小球 地 D.小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 2.如图所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌 面飞出后做平抛运动。用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度（重力 脚 加速度为g) () A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度 B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离 C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离 D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离 3.如图所示，在探究平抛运动的水平分运动的规律的实验中，下列哪些因素对探究规律没有影响 A.弧形轨道末端不水平 B.弧形轨道不光滑 三 C实验小球为轻质小球 三 D.水平轨道不光滑 4.(多选)用如图所示的装置研究平抛运动。小锤打击弹性金属片，a球水平抛出，同时b球被松开， 自由下落。关于该实验，下列说法中正确的是 () A.两球同时落地 B.应改变装置的高度，多次实验 C.实验能说明a球在竖直方向上做自由落体运动 D.实验能说明a球在水平方向上做匀速直线运动 5.(多选)假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的频 闪照片的一部分。已知照片上方格的实际边长为α，频闪周期为T,据此可以得出 () A.月球上的重力加速度为只 B小球平抛的初速度为积 C.照片上A点一定是平抛的起始位置 D.小球运动到D点时速度大小为只 第2题图 第3题图 第4题图 第5题图 。能力提升) 1.为了探究平抛运动的规律，将小球A和B置于同一高度，在小球A做平抛运动的同时静止释放小 球B。同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析。通过多次实验 () 甲 乙 第1题图 A.只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 B.两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 C只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 D.两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 2.(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是() 甲 乙 丙 第2题图 A.选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看a、b两球是否同时落地 B.选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面 C.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球 D.除上述装置外，还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动 的轨迹 3.某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度，在地面上沿抛出的速度方向水 平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的垂锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，利用小球在刻度 尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度，下列各图表示四位同学在刻度尺 旁边分别制作出的速度标尺（图中P点为重锤的投影位置），其中可能正确的是 0刻度尺 第3题图 m/s m/s 00.20.40.60.81.0 00.2 0.40.60.81.0 6b2力000 pm中m中m中m中 P01020304050cm A B m/s m/s 00.20.40.60.8 1.0 0.20.40.60.81.0 1.2 。T mprhmmmpmipm中巾mm P01020304050cm P01020304050cm C D 4.做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动后着地，一架照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在 着地前后一段时间内的运动照片如图所示（虚线为正方形格子）。已知汽车长度为3.6，相邻两 次曝光的时间间隔相等，由照片可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为 m/s,高台离 地面的高度为 m。(重力加速度g取10m/s2) 777777777 第4题图 5.未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放 置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现 对小球的平抛运动用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球做平抛运动 过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。α、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相 机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长 度之比为1：4，则： 2468 c/cm y/cm 第5题图 (1)由以上信息，可知a点 (填“是”或“不是”)小球的抛出点； (2)由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为 m/s2; (3)由以上信息可以算出小球平抛的初速度是 m/s; (4)由以上信息可以算出小球运动到b点时的速度是 m/s。 无敌原创·同步课时卷物理·必修第二册 6.如图甲所示，AB是一可升降的竖直支架，支架顶端A处固定一弧形轨道，轨道末端水平。一条形 木板的上端铰接于过A的水平转轴上，下端搁在水平地面上。将一小球从弧形轨道某一位置由静 止释放，小球落在木板上的某处，测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角O, 并算出tanO。改变支架AB的高度，将小球从同一位置释放，重复实验，得到多组x和tan0,记录 的数据如表： 0.301 x/m 0.25 实验 0.20 次数 0.15 tan 0.18 0.32 0.69 1.00 1.19 1.43 0.10 0.05 x/m 0.035 0.065 0.1400.1600.2400.290 00.51.01.52.0tan0 分 乙 第6题图 (1)在图乙的坐标中描点连线，做出x-tan0的关系图像； (2)根据x-tan0图像可知小球做平抛运动的初速度v。= m/s;实验中发现0超过60°后，小 入 球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为 m。(重力加速度g取10m/s2) (3)实验中有一组数据出现明显错误，可能的原因是 领 7.如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电 光电门传感器 门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上 《小球 斜槽轨道 辨 的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度h=0.420m不 变，改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初 碰撞传感器 速度、飞行时间t和水平位移d,记录在表中。 (1)由表中数据可知，在h一定时，小球的水平位移d与其初速度vo成 第7题图 关系，与 无关。 /(m·s1) 0.741 1.034 1.318 1.584 t/ms 292.7 293.0 292.8 292.9 d/cm 21.7 30.3 38.6 46.4 (2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值理= 2h 2×0.420 s=289.8ms,发现理论值与测量值 10 之差约为3s。经检查，实验过程及测量无误，其原因是 (3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值依然大于自己得到的 理论值t理'，二者之差为37s,且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查，确认 三 斜槽槽口与底板均水平，则导致偏差的原因是岸两个方向，发河时间为1一品)放两船同时到达对岸，A正 确；若仅是河水流速增大，垂直于河岸方向的速度分量不变， 则渡河时间不变，B正确；当甲船速度小于水流速度时，不论怎 样改变0角，甲船都不能到达河的正对岸，C错误；根据速度的 合成与分解可知，两船在水平方向的分速度之差不变，且渡河时 间不变，则两船之间的距离仍为1，D正确。故选ABD。] 5.A[解析：车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度 的合速度，根据平行四边形定则，有6cos9=绳。而滑块的速 度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，则有 cosa=绳。由于两绳子相互垂直，所以a=0,则由以上两式 可得，滑块的速度就等于小车的速度%。故选A。] 34 第5题图 6.解：根据题意，重物同时参与两个方向的运动，水平向右的匀 速运动和竖直向上的匀速运动，最终的实际运动为向右上方的 匀速运动，则行车电动机的速度为2=√一2=0.3m/s,即 行车电动机正以0.3m/s的速度收缩钢丝绳吊起重物。 7.解：飞机实际运动为合运动，随风的运动为飞机的一个分运 动，另一分运动为风的运动。 (1)设飞机的速度为，风速为，实际飞行速度为v,由合速度与 分速度的关系可得飞机飞行速度方向与正西方向夹角日的正弦值 为血兰一铝=子得0=30，即飞机应朝西偏南3对角方向 飞行。 北 东 ----- 第7题图 (2)飞机的合速度v=1cos30°=40√3km/h。由匀速直线运动 规律得1=二-80h=2h。 v40W/3 3实验：探究平抛运动的特点 【基础过关】 1.ACD[解析：为使小球从轨道离开后做平抛运动，斜槽的末 38 无敌原创·同步课时卷物理·必修第二册 端必须保持水平，A正确；为使每次释放小球后能沿同一轨道运 动，释放时的位置应该相同，B错误；为了便于控制小球的运动 情况，每次必须由静止释放小球，C正确；小球运动时若与木板 上的白纸（或方格纸）相接触，会受到摩擦力作用，不是平抛运 动，D正确。故选ACD。] 2.B[解析：钢球沿桌面飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律 得y=之g,x=功，联立解得=工√务，故要求出钢球离开 水平桌面时的速度，需测量水平桌面的高度y、钢球落地点与桌 边的水平距离x。故选B。] 3.B[解析：弧形轨道未端不水平，小球抛出后不做平抛运动， 对实验有影响，A错误；只要每次释放小球的位置相同，轨道末 端水平，弧形轨道是否光滑对实验没有影响，B正确；实验小球 为轻质小球，空气阻力对小球影响较大，C错误；水平轨道不光 滑，沿水平轨道运动的小球做减速直线运动，对实验有影响，D 错误。故选B。】 4.ABC[解析：根据装置图可以知道，两球由相同高度同时运 动，a做平抛运动，b做自由落体运动，因此将同时落地，A正确； 要多次实验，观察现象，则应改变装置的高度，多次实验，B正 确；因为两球同时落地，因此说明a、b在竖直方向运动规律是相 同的，故根据实验结果可以知道，平抛运动在竖直方向的分运动 是自由落体运动，C正确，D错误。故选ABC。] 5.BC[解析：由频闪照片可知，在竖直方向上，相邻相等时间 内小球位移差为2a,由△y=gT可得，月球上的重力加速度g 2积，A错误：由小球在水平方向上做匀速直线运动可得3 %工，解得w一兴，B正确：小球在抛出后第1个T时间内竖直 方向位移=合g下=合×祭×下=a,所以照片上A点一定 是平抛的起始位置，C正确；小球运动到D点时竖直速度y= g·3T-票×3T-架，水平速度为瑞-票，小球运动到D点时 速度大小为)=√+可-2，D错误，故选BC.】 【能力提升】 1.D[解析：在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度 大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落 体运动，不能得出水平方向上的运动规律。在图乙的实验中，通 过频闪照片，发现做自由落体运动的小球与做平抛运动的小球 任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的 运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自 由落体运动。频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平 位移相等，知水平方向做匀速直线运动。故选D。】 2.BD[解析：小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很 难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，A错误；竖直管 的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压 1 强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳 【析，(2根据m0-高矿得29则水平射是为 g 定的细水柱，B正确；只有每次从同一高度释放钢球，钢球做平 2vo2tan 0 。图线的斜率6=20，由图可知k=02≈ 抛运动的初速度才相同，C错误；获得每秒15帧的录像就等同 g 1.43 于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动 0.2,解得=√=√2亚m/s=1.0m/s,当=60 2 的规律，D正确。故选BD】 时，有2。号，则斜面的长度为一2 m≈ 3.A【解析：设小球微平抛运动的竖直高度为么，由A=合g, g 5 c0s6033 5 0.69m。(3)实验中有一组数据出现明显错误，由图可知，水平 得1三化在水平方向有x,即平抛运动的水平位移x 射程偏小，由工==21an知，初速度偏小，即小球释放位 g 、巫，可见x与成正比，在速度标尺上的速度值应该是均 置低于其他次实验。】 7.(1)正比飞行时间t(2)g取值10m/s2偏大(3)光电门 匀分布的，A正确。故选A。】 传感器置于槽口的内侧、小球直径过大、小球飞过光电门需要时 4.1211.25【解析：由照片知在前两次曝光的时间间隔内，竖 间等 直位移之差△y=l=3.6m,又△y=gT,所以曝光时间T= [解析：(2)计算小球飞行时间的理论值= 2h- s=0.6s。曝光时间内的水平位移2l=7.2m, 2×0.420 10 s=289.8ms中，g取值10m/s2偏大，造成理论值 所以一兴-品m/s=12m/,第二次曝光时车的竖直速度 小于测量值，应该取值g=9.8m/s2,这样计算出的t理=292.8ms。】 =27-2×0.6m/s=9m/s,此时，车下落的时间4=g- 313×3.6 g 4抛体运动的规律 9 s=0.9s,从开始到落地的总时间2=4十T=1.5s,故高台离地 【基础过关】 面的高度A=号2=之×10X1.子m=1.25m.】 1.C[解析：a、b两物体均从匀速直线飞行的飞机上自由落下， 均做平抛运动，水平方向做速度等于飞机速度的匀速直线运动， 5.(1)是(2)8(3)0.8(4)2【解析：1)因为竖直方向 所以两物体在落地前总在飞机的正下方。故选C。】 上相等时间内的位移之比为1：3：5：7，知a点的竖直分速度 2.ACD【解析：根据A=之g得，平抛运动的时间1一√份 /2h 为零，a点为小球的抛出点。(2)竖直方向上有△y=2L=gT, 2L_0.08 解得g=节0.01 m/s2=8m/s2。(3)小球平抛运动的初速度 A正确：平抛运动的时间1==三，B错误，C正确：在 8 2L0.08 w=T0.1 m/s=0.8m/s。(4)b点竖直方向上的分速度 竖直方向上，根据平均速度的推论h=受·，则运动的时间一 4L0.16 2弘，D正确。故选ACD.】 04=2T0.2 m/s=0.8m/s,则w=√/%2十v2=0.8√2m/s 3.D[解析：根据平抛运动的规律△v=gt,可得△v与t成正 42 m/s. 5 比，△v与t的关系图线为一条过原点的倾斜的直线，D正确。故 6.(1)x-tan0的关系图像如图所示。 选D。】 (2)1.00.69(3)小球释放位置与其他次实验不同 4.C[解析：采用逆向思维，将排球的运动反着看成平抛，则运 x/m 0.301 动的时同=√。=0.5s则一兰=8ms,排球经直 0.25 分速度0，=gt=6m/s,球离开手时的速度v=√十u,7= 0.20 10m/s。故选C.】 0.15 5.C[解析：设小球平抛运动的初速度为，抛出点离桶的高 0.10 度为，水平位移为x,则平抛运动的时间=√ ，水平位移 0.05 中中 。由上式分析可知，初速度大小不变，要减小 0 0.51.01.52.0tan0 x=wt=Ng 第6题图 水平位移x,应降低抛出点高度，所以抛球时位移应调到抛出点