5.3 实验：探究平抛运动的特点 课时作业-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第五章 抛体运动 3. 实验：探究平抛运动的特点 一、单选题 1．做平抛运动的物体，在空中运动的时间取决于(　　) A．物体的高度和重力加速度 B．物体受到的重力和初速度 C．物体的高度和初速度 D．物体受到的重力、高度和初速度 2．如图所示，用平抛竖落仪做演示实验，a小球做平抛运动的同时b小球做自由落体运动，观察到的实验现象是（　　） A．两小球同时到达地面 B．a小球先到达地面 C．b小球先到达地面 D．a小球初速度越大在空中运动时间越长 3．在课堂中，老师用如图所示的实验研究平抛运动，A、B是质量相等的两个小球，处于同一高度，用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。某同学设想在两小球下落的空间中任意选取两个水平面1、2，小球A、B在通过两水平面的过程中，动量的变化量分别为△pA和△pB，动能的变化量分别为△EkA和△EkB，忽略一切阻力的影响，下列判断正确的是（    ） A．△pA=△pB，△EkA=△EkB B．△pA≠△pB，△EkA≠△EkB C．△pA≠△pB，△EkA=△EkB D．△pA=△pB，△EkA≠△EkB 4．对于曲线运动的描述，下列说法中正确的是（　　） A．变速运动一定是曲线运动 B．曲线运动的加速度一定改变 C．曲线运动可以是匀变速运动 D．曲线运动的加速度可以为零 5．某研究小组利用频闪照相技术探究平抛运动规律时，将自由落体运动与平抛运动类比得出运动规律与结论。两小球运动的频闪照片如图所示。拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球从B点开始下落，照片上的小方格为相同的正方形。重力加速度g取，不计阻力。根据照片显示的信息，下列说法中正确的是（   ） A．只能确定b球的运动是自由落体运动 B．不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动 C．a球在水平方向做匀加速直线运动 D．可以确定a球的运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成 6．如图所示，蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，就在子弹出枪口时，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠能逃脱厄运而不被击中的是（设树枝足够高）（　　） A．迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝 B．背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝 C．由静止开始竖直下落 D．以一定速度竖直向上跳离 7．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（  ） A．做曲线运动的物体，其速度方向一定是变化的 B．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体可能做曲线运动 C．物体在恒力作用下一定做直线运动 D．物体在恒力作用下一定做曲线运动 8．关于平抛运动，下列说法正确的是（　　） A．平抛运动水平方向的速度越大，下落时间越短 B．平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致 C．做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大 D．做平抛运动的物体每秒内速度的增量相同 二、多选题 9．关于做平抛运动的物体，下列说法中正确的是（　　） A．速度始终不变 B．加速度始终不变 C．水平方向做匀加速直线运动 D．竖直方向做匀加速直线运动 10．如图所示，在某一峡谷的两侧存在与水平面夹角分别为α和θ的山坡，某人站在左侧山坡上的P点向对面的山坡上水平抛出三个质量不等的石块，分别落在A、B、C三处，不计空气阻力，A、C两处在同一水平面上，下列说法正确的是（　　） A．落到C处的石块在空中运动的时间最长 B．落到A、B两处的石块落地速度方向一定相同 C．落到B、C两处的石块落地速度方向可能相同 D．落到B、C两处的石块落地速度大小可能相同 11．如图，倾角为30°和45°的两斜面下端紧靠在一起，固定在水平面上；纸面所在竖直平面内，将两个小球a和b，从左侧斜面上的A点以不同的初速度向右平抛，下落相同高度，a落到左侧的斜面上，b恰好垂直击中右侧斜面，忽略空气阻力，则（　　） A．a、b运动的水平位移之比为 B．a、b运动的水平位移之比为 C．a、b击中斜面时的速率之比为 D．若减小初速度，a球落到斜面时速度方向不变 12．物体做平抛运动中，在相等时间内，下列哪些量相等（　　） A．速度增量 B．位移的增量 C．加速度 D．位移 三、解答题 13．如图所示，这是喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究： （1）已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是初速度为0的匀加速直线运动； （2）若g取10 m/s2，试求水流喷出的速度。 14．如图所示，骑车人欲穿过宽度d =2m的壕沟AB，现已知两沟沿的高度差h=0.4m．求车速至少多大才能安全穿跃。（g取9.8m/s2） 15．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，多次实验，发现A、B两球总是同时落地。该实验现象说明，A球在离开轨道后，竖直方向的运动有何特点？ 16．水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，（g取10m/s2）．试求： （1）石子的抛出点距地面的高度； （2）石子抛出的水平初速度． （3）石子落地时距离抛出点的水平位移．(sin53°=0.8 cos53°=0.6) 参考答案： 1．A 【详解】平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据 得 则知平抛运动的时间由高度和重力加速度决定，与初速度和重力无关。 故选A。 2．A 【详解】BC．平抛运动在竖直方向上的运动规律为自由落体运动，可知两球同时落地，故BC错误，A正确； D．平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，故D错误。 故选A。 3．A 【详解】由图可知，小球AB在通过两水平面的过程中，因为下降的高度相同，则重力做功相同，根据动能定理知，动能的变化量相同。因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以A、B两球通过两水平面间的时间相等，根据动量定理知，重力冲量相等，则动量的变化量相等，A正确，BCD错误。 故选A。 4．C 【详解】A．变速运动不一定是曲线运动，例如匀加速直线运动，A错误； BC．如平抛运动的加速度是重力加速度，是不变化的，是匀变速曲线运动，B错误C正确； D．曲线运动的条件是合力与速度不共线，速度一定是变化的，所以加速度一定不能为零，D错误。 故选C。 5．D 【详解】不计阻力，b球从B点开始下落的运动是自由落体运动，分析a球在竖直方向的运动，每次闪光a球下落的距离与b球下落的距离相同，因此a球在竖直方向的运动与b球的运动相同，都是自由落体运动；由于每次闪光的时间间隔相同，在水平方向上，在相等时间间隔内a球的水平位移相等，则a球在水平方向上做匀速直线运动。故可以确定a球的运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成。 故选D。 6．D 【详解】子弹离开枪口后在竖直方向上是自由落体运动： AB．迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝或者沿AC方向水平跳离树枝，这两种运动在竖直方向上也是自由落体运动，松鼠同样会被击中，都不能逃脱厄运，故AB错误； C．由静止开始竖直下落，松鼠在竖直方向上和子弹的运动过程一样，不能逃过厄运，故C错误； D．以一定速度竖直向上跳离时，在竖直方向上和子弹的运动过程不一样，能逃过厄运，故D正确。 故选D。 7．A 【详解】A．做曲线运动的物体，其速度方向一定是变化的，故A正确； B．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体做减速直线运动，故B错误； CD．物体在恒力作用下即可能做曲线运动，也可能做直线运动，例如平抛运动是恒力作用下的曲线运动，匀变速直线运动是恒力作用下的直线运动，故CD错误。 故选A。 8．D 【详解】A．平抛运动下落的时间只与竖直高度有关，与水平方向的速度无关，选项A错误； B．平抛运动合位移的方向与合速度的方向不一致，选项B错误； C．做平抛运动的物体加速度是不变的，恒为竖直向下的g，选项C错误； D．做平抛运动的物体每秒内速度的增量相同，均为 ∆v=gt=9.8m/s 选项D正确。 故选D。 9．BD 【详解】A．做平抛运动的物体，速度大小和方向时刻发生变化，故A错误； B．做平抛运动的物体，加速度为重力加速度，保持不变，故B正确； CD．做平抛运动的物体，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，故C错误，D正确。 故选BD。 10．BD 【详解】A．根据 可知，落到B处的石块在空中运动的时间最长，选项A错误； B．落在A、B两处的石块都落在同一斜面上，两小球的竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值，即 落地速度与水平方向的夹角设为α，则 联立以上两式得 tanα=2tanθ θ是斜面倾角为定值，所以α也是定值，与初速度无关，故落在A、B两处的速度方向相同，选项B正确。 CD．落在B处的石块，竖直高度大，则竖直速度大；时间较长，而水平位移小，则水平速度小；落在C处的石块竖直速度小，水平速度大，则根据 可知，落到B、C两处的石块落地速度方向不可能相同；而根据 可知，落到B、C两处的石块落地速度大小可能相同，选项C错误，D正确。 故选BD。 11．ACD 【详解】A、B、D、两球做平抛运动，下落相同的高度时运动时间相同，由vy=gt知落在斜面上时竖直分速度大小相等. 对于a球：由，设a球落在斜面上时速度与水平方向的夹角为α，则，可得 tanα=2tan30°，与初速度无关，所以若减小初速度，a球落到斜面时速度方向不变. 对于b球：由，结合，可得a、b两球初速度之比，由x=v0t，t相等，得a、b运动的水平位移之比为 ；故A，D正确，B错误. C、a击中斜面时的速率为，b击中斜面时的速率为，所以；故C正确. 故选ACD. 12．AC 【详解】AC．平抛运动的加速度不变，根据 △v=g△t 可知在相等时间内速度的增量大小方向都相同，故AC正确； B．平抛运动在相等时间内位移的增量不等，故B错误； D．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，在相等时间内，在水平方向上位移相等，竖直方向上的位移不等，则相等时间内位移不等，故D错误。 故选AC。 13．（1）见解析；（2）0.447 m/s 【详解】（1）根据水平方向是匀速运动，可以按水平方向的距离都等于2 cm选取几个点，发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上，如（2，1）（4，4）（6，9）等，可见在相等的时间间隔内，竖直方向的位移之比恰好等于1:3:5，则可证明平抛运动在竖直方向的分运动是初速度为0的匀加速直线运动。 （2）观察发现，水流在水平方向的位移是4.00cm时，竖直方向的位移也是4.00cm，根据 得水流喷出的速度 【点睛】根据可推知初速度为零的匀变速直线运动，在相等的时间间隔内的位移之比为奇数之比，即 14．7m/s 【详解】驾车穿跃过程中，人和车做平抛运动，欲平安穿跃壕沟应满足车在竖直方向上下落 水平位移 S = v0t 安全穿跃需满足 S ≥ d 这样可求解 v0 ≥ 7m/s 车速至少大于7m/s才能安全穿跃。 15．竖直方向的运动是自由落体运动 【详解】小球A做平抛运动，同时小球B做自由落体运动，A、B两球总是同时落地，说明两球在竖直方向的运动是相同的，即说明平抛运动竖直方向的运动是自由落体运动。 16．（1）0.8m；（2）3m/s；（3）1.2m 【详解】（1）石子的抛出点距地面的高度 h=gt2=0.8m （2）竖直速度 vy=gt=4m/s 初速度 v0=3m/s （3）石子落地时距离抛出点的水平位移 x=v0t=1.2m 学科网（北京）股份有限公司 $