1.3探究平抛运动的特点 课时练习（Word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
1.3探究平抛运动的特点 课时练习（解析版）
1．（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___________。
2．如图，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动．
（1）用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到______ ．
A．A球的运动线路不同，B球的运动线路相同
B．A、B两球运动线路均相同
C．A、B两球同时落地
D．力越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）用频闪照相的方法研究A、B两球的运动，如图2是它们运动过程的频闪照片，仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为______
A．小球在水平方向做匀速运动
B．小球在水平方向做匀加速运动
C．小球在竖直方向做匀速运动
D．小球在竖直方向做匀加速运动．
3．（1）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中
①已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，下列所示的器材中还需要选取___________；（填字母）
②某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为___________N；
（2）如图所示，用小锤轻击弹簧金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动，用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到___________。
A．A、B两球同时落地
B．A、B两球运动轨迹相同
C．A球的运动轨迹不同，B球的运动轨迹相同
D．力越大，A、B两球落地时间间隔越大
4．在做“研究平抛物体的运动”实验时：
（1）下列措施中能减小实验误差的措施为______。（选填序号）
A．斜槽轨道末端切线必须水平 B．斜槽轨道必须光滑
C．每次要平衡摩擦力 D．小球每次应从斜槽同一位置静止释放
（2）图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每______s曝光一次，该小球运动的初速度大小为______m/s（g取10m/s2）。
5．某同学用图示装置研究平抛运动及其特点．他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开．
①他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”）落地；
②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片．A球在空中运动的时间将___（填“变长”，“不变”或“变短”）；
③上述现象说明______．
6．图甲是研究小球做平抛运动的实验装置，水平槽末端固定一光电门传感器并与计算机相连。小明同学将一钢球从斜槽上某一位置由静止释放，计算机记录的挡光时间为Δt，若钢球的直径为d，则钢球平抛运动的初速度大小为___________。钢球抛出后，根据实验画出钢球的平抛运动轨迹如图乙所示，图中x1、y1未知，若准确记录了小球从抛出至到达研究点的时间为t，重力加速度大小为g，则横坐标x1=___________，纵坐标y1=___________。（均用题中给出的物理量符号表示）
7．如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置，铝制斜槽与电池和电磁铁组成回路，斜槽下端与弹性细金属线只接触不连接。当小球a处于斜槽末端时与小球b离地面的高度相同。
（1）在研究平抛运动的竖直分运动与自由落体运动的关系时，将小球a由斜槽某位置释放，当其经过斜槽末端时弹开金属导线，电路瞬间断开，电磁铁释放小球b，两小球在空中相碰。下列说法错误的是___________。
A．释放小球a前应调整斜槽末端水平
B．本实验不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C．本实验说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D．重复实验时，小球a必须从原来的高度释放
（2）利用该实验装置研究小球a平抛运动的初速度。
①将小球a由斜槽最上端释放，确定好两球碰撞的位置，将其标记在竖直挡板上；
②水平移动电磁铁，改变小球b的位置，将小球a仍由斜槽最上端释放，再次标记碰撞位置；重复以上操作多标记几个碰撞位置；
③根据所标记的碰撞位置，描绘出小球a平抛运动的轨迹。
某次实验描绘出的轨迹如图乙所示，图中O为抛出点，A、B、C三点均在两坐标线交点，所选坐标纸每小格的边长为5cm，重力加速度，则小球a水平飞出时的初速度大小v0=___________m/s，从A运动到B所需时间t=___________s，在B点处的瞬时速度的大小为vB=___________m/s。
8．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___________。
9．如图，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到______；
A．A球的运动线路不同，B球的运动线路相同
B．A、B两球运动线路相同
C．A、B两球同时落地
D．力越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）改变此装置距地面的高度，重复上述实验，仍然可看到相同的实验现象，根据此现象分析可知______；
A．小球A在水平方向做匀速运动
B．小球A在水平方向做匀加速运动
C．小球B在竖直方向做匀速运动
D．小球A与B在竖直方向运动规律相同
（3）如图所示是某学生在做“研究平抛物体运动”的实验时记录小球运动的轨迹，x轴为水平方向，y轴为竖直方向。O点为平抛的初始位置，P点为轨迹上一点。则
①物体从O点运动到P点的时间为______s；（结果保留2位有效数字）
②物体的初速度为______m/s。（g10m/s2结果保留2位有效数字）
10．两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”实验。
（1）小吴同学用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，做自由落体运动。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次实验观察发现两球始终同时落地，这说明______；
（2）小马同学先用如图所示的装置获取平抛运动的轨迹，然后利用平抛运动的轨迹探究平抛运动水平分运动的特点：
①实验前要检查斜槽M末端是否水平，请简述你的检查方法______；
②为了能较准确地描绘平抛运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的有______。
A．每次从斜槽轨道上同一位置静止释放钢球
B．斜槽轨道需要尽量光滑
C．钢球运动时要靠近但不接触装置的背板
D．记录钢球位置的倾斜挡板N每次必须等距离移动
11．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）。
12．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“先后”）落地；
(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）；
(3)上述现象说明：平抛运动的时间与_________大小无关，平抛运动的竖直分运动是_________运动；
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合试验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。
参考答案
1．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。
2．AC A
【详解】
（1）[1]A做平抛运动，B做自由落体运动，用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到A球的运动线路不同，B球的运动线路相同，A、B两球同时落地，所以选AC；
（2）[2]相邻竖直线之间的距离相等说明平抛在水平方向上做匀速直线运动，选项A正确。
3．AC 2.62-2.65 AC
【详解】
（1）①[1]还需要刻度尺用来作图，弹簧秤用来测量拉力的大小，故选AC；
（1）②[2] 弹簧秤的示数为2.63N；
（2）[3]击打的力越大，A球的初速度越大，A球运动的越远；但其竖直分运动为自由落体运动，总是与B球同步的，即同时落地。故选AC。
4．AD 0.1 2.0
【详解】
（1）[1]A．为了保证小球初速度水平，斜槽末端切线必须水平，A正确；
BD．斜槽的轨道不一定需要光滑，只要让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放即可，B错误D正确；
C．实验不需要平衡摩擦力，C错误。
故选AD。
（2）[2]在竖直方向上，根据
得
（2）[3]在水平方向，小球运动的初速度
5．同时 不变 平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
【详解】
①[1]小锤轻击弹性金属片时，A球做平抛运动，同时B球做自由落体运动．通过实验可以观察到它们同时落地；
②[2]用较大的力敲击弹性金属片，则A被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；
③[3]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
6．
【详解】
[1] 钢球平抛运动的初速度近似等于经过光电门过程的平均速度，即
[2]小球水平方向做匀速直线运动，则
[3] 小球竖直方向做自由落体运动，则
7．D 2.0 0.1
【详解】
(1)[1]平抛运动的初速度沿水平方向，所以释放a小球前应调整斜槽末端水平，两球在空中相碰能说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，重复实验时，以不同初速度抛出，两球均能相碰，所以a小球不必从原来的高度释放，故ABC正确，D错误。
故选D。
(2)③[2][3]A点的坐标为（20cm，5cm），B点的坐标为（40cm，20cm），C点的坐标为（60cm，45cm），OA、AB、BC水平间距相等，所需时间相等，对B点，根据
得
[4]则平抛运动的初速度
B点竖直方向上的分速度为
则B点的瞬时速度
8．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 。
9．AC D 0.2s 2m/s
【详解】
(1)[1]用不同的力打击弹簧金属片，A球获得的水平初速度不同，可以观察到，A、B两球同时落地，A球的运动线路不同，B球的运动线路相同。
故选AC。
(2)[2]改变此装置距地面的高度，重复上述实验，仍然可以看到相同的实验现象，A、B两球同时落地，根据自由落体运动规律可得
下落时间仅与高度有关，所以可以判断小球A与B在竖直方向运动规律相同。
故选D。
(3)[3]竖直方向，有
代入数据
水平方向，有
，
解得
10．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动 将小球无初速放在斜槽的末端，看其是否保持静止状态 AC
【详解】
（1）[1]观察发现两球始终同时落地，说明两球在竖直方向的运动相同，由此可以得到的结论是A球在竖直方向做自由落体运动。
（2）①[2]检查斜槽末端是否水平的方法是：将小球无初速放在斜槽的末端，看其是否保持静止状态。
②[3]要保证小球初速度相等，每次小球要从同一高度由静止释放，A正确；斜槽轨道不一定需要光滑，只要保证每次从斜槽的同一位置由静止释放，保证小球的平抛运动初速度相同，B错误；小球做平抛运动时要靠近背板但不能与背板接触，C正确；平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此档板下降的距离不应是等距离的，D错误，故选AC。
11．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
12．同时 不变 初速度 自由落体 1.5
【详解】
(1)[1]他观察到的现象是：小球A、B同时落地；
(2)[2]让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间不变；
(3)[3][4]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，平抛运动的竖直分运动是自由运动；
(4)[5]根据得
解得
小球运动中水平分速度的大小为