1.3探究平抛运动的特点 达标练习（Word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
1.3探究平抛运动的特点 达标练习（解析版）
1．在“研究平抛物体的运动”的实验时，斜槽是否光滑对实验结果是否有影响____．（填“有”、“没有”．）平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向作匀速运动，②竖直方向作自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，我们将观察到_________；这个试验说明___________________________．
2．（1）如图所示实验器材是两种常用的打点计时器，被称为电火花计时器的是______（选填“A”或“B”），其中必须使用低压交流电源的是______（选填“A”或“B”）
A． B．
（2）下列实验中需要用到打点计时器的是______（填正确选项前的字母，有1个或多个选项正确）
A．探究加速度和力、质量的关系　　　　B．探究求合力的方法
C．研究平抛运动　　　　　　　　　　　D．探究小车速度随时间变化
3．三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：
(1)甲同学采用如图甲所示的装置，击打金属片把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)乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形光滑轨道M、N，两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。实验可观察到的现象应是___________。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明___________。
4．（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验说明了___________。
（2）在“研究平抛物体运动”实验时，下列说法中正确的是（____）
A．安装斜槽时，一定要检查斜槽末端切线是否水平
B．安装斜槽的木板时，只要注意将木板放稳
C．每次实验时都要将小球从同一位置由静止释放
D．每次实验时可以将小球从不同位置由静止释放
5．（1）如图甲和乙所示，在探究平抛运动的实验中，甲图中A、B两球同时落地，说明___________。
（2）某同学设计了如图乙的实验：将两个质量相等的小钢球1和2，从斜面的同一高度由静止同时释放，下面的滑道与光滑水平板光滑吻合，则他将观察到的现象是___________，这说明___________。
6．图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）在此实验中，下列说法正确的是________
A．斜槽轨道必须光滑
B．记录的点应适当多一些
C．为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
D．y轴的方向根据重垂线确定
（2）图乙是某同学通过实验对平抛运动进行研究，记录的抛物线轨迹的一部分。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，由图中所给的数据可求出：平抛物体的初速度是_______，小球从开始抛出到运动至B点过程中，小球重力的平均功率________W。（重力加速度、小球的质量）。
7．用如图所示的装置研究平抛运动，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，落在挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，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，重复多次，白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)关于该实验中，下列说法正确的是_____________。（填正确答案标号）
A．小球每次可以从斜槽上的不同位置滑下
B．实验结束后取下白纸用直尺画出坐标轴的y轴
C．斜槽不是绝对光滑的，会引起实验结果偏差较大
D．斜槽轨道末端必须水平
(2)某实验小组同学在实验中，没有记下抛出点位置，以曲线上某点O为坐标原点，以重垂线方向为y轴建立直角坐标系，如图2所示。曲线上两点P、Q的坐标分别为（0.40m，0.15m）（0.80m，0.40m），重力加速度g取10m/s2，则小球离开斜槽末端时的速度为____________m/s，抛出点的坐标为___________。
8．利用如图甲所示装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对其重叠，固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道MN滑下后从N点水平飞出，落在水平挡板PQ上。由于挡板靠近硬板的一侧较低，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，重新在同一位置释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（g=9.8m/s ）
（1）本实验中，除了木板、重锤线、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、复写纸外，在图乙所提供的器材中还需要的是（___________）（选择一种图乙中的仪器，填写其下方所对应的字母）；
（2）某位同学通过正确的实验操作得到平抛运动的轨迹如图丙所示，坐标原点为抛出点。该同学在轨迹上选取A、B、C三点，标出了这三个点的位置坐标其中有一个点的位置纵坐标明显有误，这一点是_______点。根据轨迹图，可求出小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s。
9．（1）如图所示是用频闪照相研究平抛运动时拍下的两小球同时开始运动的照片。无初速释放，水平抛出。通过观察发现，尽管两个小球在水平方向上的运动不同，但是它们在竖直方向上总是处在同一高度。该实验现象说明了球开始运动后______；
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匀速直线运动
D．竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为。如果取，那么：
①闪光频率是______；
②小球运动中水平分速度的大小是______m/s；
③到达处时速度的大小是______m/s。
参考答案
1．没有； A、B两个小球同时落地； 小球A竖直方向上做自由落体运动．
【解析】
为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽是否光滑对实验结果没有影响；
在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果A、B两个小球同时落地，说明小球A竖直方向上做自由落体运动；
故答案为没有，A、B两个小球同时落地，小球A竖直方向上做自由落体运动．
2．B A AD
【详解】
（1）[1]电火花计时器没有机械撞针，而是利用电火花来打点，故选B；
（1）[2] 电磁打点计时器的工作电压小于6V，即使用的是低压交流电源，故选A；
（2）[3] 探究加速度和力、质量的关系时要测量加速度，需要使用打点计时器；探究求合力的方法时不需要测量时间，不需要使用打点计时器；研究平抛运动时也不需要使用打点计时器；探究小车速度随时间变化的实验中，需要测量小车发生一段位移所需要的时间，所以需要使用打点计时器。
故选AD。
3．平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 P球落地时刚好和Q球相遇 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
【详解】
(1)[1]在击打金属片时，金属片把A球沿水平方向弹出，A球做平抛运动，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落地，说明A球与B球在竖直方向的运动规律相同，即说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
(2)[2]两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出，小球P做平抛运动，小球Q沿水平方向做匀速直线运动，可以看到P球落地时刚好和Q球相遇；
[3]当改变弧形轨道M的高度时，两小球仍能相遇，说明平抛运动在水平方向的运动规律与匀速直线运动规律相同，即说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。
4．平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 AC
【详解】
（1）[1]由于A做平抛运动，B做自由落体运动，且二者同时落地，由此推断A在竖直方向的分运动应和B的运动类型相同，所以这个实验说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
[2]A.为了使小球抛出后能够做平抛运动，安装斜槽时，一定要检查斜槽末端切线是否水平，故A正确；
B. 安装斜槽的木板时，不仅要注意将木板放稳，还需要使用重垂线确保木板位于竖直平面内，故B错误；
CD.为了使小球每次抛出时的初速度大小相同，每次实验时都要将小球从同一位置由静止释放，故C正确，D错误。
故选AC。
5．平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动 球1落到光滑水平板上并击中球2 平抛运动在水平方向是匀速直线运动
【详解】
（1）[1]让两球同时开始运动，甲图A小球做平抛运动，B小球做自由落体运动，两球同时落地，可知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。
（2）[2][3]乙图中，两小球从斜面的同一高度由静止同时释放，小球在斜面底端的水平速度相同，之后球1做平抛运动，球2做匀速直线运动，察到的现象是：球1落到光滑水平板上并击中球2，说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动。
6．BD 4 2
【详解】
（1）[1] A．在“研究平抛物体运动”的实验中，由于每次在斜槽轨道上运动情况相同，因此斜槽是否光滑与试验结果无关，A错误；
B．记录的点应适当多一些，可以将运动轨迹画的更准确，B正确；
C．小球的运动轨迹必须用平滑的曲线连接，C错误；
D．利用重锤线来确定y轴的方向，D正确
故选BD。
（2）[2]由于水平方向间隔相等，因此记录的时间间隔相等，竖直方向上，根据
可得
时间间隔
由于水平方向做匀速运动，因此
可得平抛初速度
[3]B点的竖直速度为AC段竖直方向的平均速度
因此小球重力的平均功率
7．D
【详解】
（1）[1]A．要让小球总是从同一位置静止释放，这样才能保证小球具有相同的初速度，平抛的运动轨迹才不变化，A错误；
B．取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并用重锤线过O作竖直线，以确定坐标系的y轴，B错误；
C．斜槽轨道不一定要光滑，因为每次都是从同一个斜槽轨道运动，小球总是从同一位置静止释放，就能保证小球具有相同的初速度做平抛运动，C错误；
D．斜槽轨道末端必须水平，小球才能具有水平的初速度，做平抛运动，D正确。
故选D。
（2）[2]因为，小球从和的水平距离相等，所以，小球从和运动的时间相同，设时间为， 在竖直方向上根据匀变速运动的特点
则运动时间
在水平方向上
则小球的平抛的初速
[3]P点的竖直分速度
则小球从抛出点开始下落到P点的高度
解得
抛出点的纵坐标为
小球从抛出点开始下落到P点的时间
解得
小球从抛出点在水平方向运动位移
抛出点的横坐标为
抛出点的坐标为 。
8．C C
【详解】
（1）[1] 在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、重锤线、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，下列器材中还需要刻度尺，便于测量水平位移和竖直位移。
故选C。
（2）[2] A、B、C三点之间水平位移相等，知时间间隔相等，竖直方向上做自由落体运动，三点的纵坐标之比为1：4：9，可知C点的纵坐标为44.1cm。
[3] 根据
解得
则平抛运动的初速度为
9．D 10 1.5 2.5
【详解】
（1）[1]尽管两个小球在水平方向上的运动不同，但是它们在竖直方向上总是处在同一高度，该实验现象说明了B球开始运动后，不能说明水平方向的运动，但是竖直方向两物体运动情况完全相同，即竖直方向的分运动是自由落体运动，故选D。
（2）[2]根据Δy=gT2得
[3]平抛运动的初速度
[4]B点竖直方向上分速度等于AC段竖直方向上的平均速度，则
到达处时速度的大小是