5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 248.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-26 10:15:17 | ||
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文档简介
5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习
一．选择题（共10小题）
1．“研究平抛物体的运动”实验中，所需器材：除白纸、图钉，平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺，铁架合外，还需要的器材有（ ）
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．测力计
2．在“研究平抛运动”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置是（设小球半径为r） （ ）
A．斜槽口末端O点 B．槽口O点上方r处
C．槽口O点正前方r处 D．槽口O点正上方2r处
3．在做“研究平抛物体的运动”实验时，有如下实验要求与实验操作，下列说法正确的是（ ）
A．斜槽轨道必须光滑
B．要用秒表测出小球下落的时间
C．要用天平测出小球质量
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
4．在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一斜槽轨道滑下，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为不正确的是（ ）
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必须相同
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
5．如图所示是研究平抛物体运动的演示实验装置。实验时，先用弹簧片C将B球紧压在DE间并与A球保持在同一水平面上，用小锤F击打弹簧片C，A球被水平抛出，同时B球自由下落。实验几次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，我们听到A、B两球总是同时落地，这个实验（ ）
A．说明A、B两球落地时的速度相同
B．说明A、B两球在水平方向运动是做匀速直线运动
C．说明平抛运动是自由落体和匀速直线运动的合运动
D．说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
6．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（ ）
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一定要高于水面
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
7．如图所示是用频闪照相研究平抛运动时拍下的A、B两小球同时开始运动的照片。A无初速释放，B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B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
8．用如图甲所示的装置研究平抛运动，在水平桌面上放置一个斜面，每次都让小钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动打在竖直墙壁上，把白纸和复写纸贴在墙上，就可以记录小钢球的落点。改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据。已知四次实验中桌子右边缘离墙的水平距离分别为10cm、20cm、30cm、40cm，在白纸上记录的对应落点分别为A、B、C、D，如图乙所示。则B、C、D三点到A点的距离之比为（ ）
A．4：9：16 B．3：8：15 C．3：5：7 D．1：3：5
9．如图所示为某同学研究一钢球做平抛运动时的一段轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1/y2的值不可能为（ ）
A.1/2 B．1/3 C．1/4 D．11/12
10．某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，在轨迹上任取一点a为坐标原点建立如图所示的坐标系（y轴竖直，x轴水平），又在轨迹上另取b、c两点的位置（如图）。（g取10m/s2）下列判断不正确的是（ ）
A．从a到b和从b到c所用的时间都是0.1s
B．由图象可计算出平抛的初速度为2m/s
C．在a点的竖直分速度为0.5m/s
D．抛出点的坐标为（﹣10cm，﹣1.5cm）
二．多选题（共5小题）
11．在用斜槽研究物体做平抛运动的实验中，下列描述正确的是（ ）
A．斜槽必须是光滑的
B．实验中要求出小球做平抛运动的初速度，所以需要秒表测小球做平抛运动的时间
C．小球每次必须从斜槽的同一位置由静止开始下滑
D．斜槽的末端点的切线水平
12．在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球作平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，写出你认为正确的选项前面的字母（ ）
A．通过调节使斜槽末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须相同
C．每次必须用手给小球一个初速度
D．记录小球位置用的木条或凹槽，每次必需严格地等距离下降
E．小球运动时不能与木板上的白纸（或方格纸）相接触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用铅笔将小球通过各位置连成平滑的曲线
G．用悬挂重锤的方法确定竖直坐标轴
13．在“研究平抛运动特点”实验中：如图所示是用横挡条卡住平抛的小球来确定平抛运动的轨迹，在此实验中，下列说法正确的是（ ）
A．斜槽末端切线必须水平
B．横挡条每次向下移动的距离必须相等
C．建立坐标系时，y轴的方向应根据重垂线确定
D．应不断改变小球在斜槽上的释放位置以获得更多的点
14．如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，如果取g＝10m/s2，那么（ ）
A．闪光的时间间隔是0.1s
B．小球运动的水平分速度为2.0m/s
C．小球经过b点速度的大小为2.0m/s
D．小球是从O点开始水平抛出的
15．某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图实所示的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已经标出，则（g取得10m/s2）（ ）
A．从a到b的时间小于从b到c的时间
B．物体平抛的初始位置在O点
C．物体平抛的初速度大小为2m/s
D．物体到达b点时的速度大小为2.5m/s
三．实验题（共2小题）
16．在“探究平抛运动特点”的实验中，
（1）小袁用如图1所示的装置来探究平抛运动竖直分运动的特点。实验时用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，A、B两球同时开始运动。下列说法中正确的是 。
A．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响
B．改变小锤击打的力度，可以改变A球在空中的运动时间
C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
（2）为继续探究平抛运动水平分运动的特点，小袁用如图2所示装置研究平抛运动。在下面的步骤中填入正确的操作。
a．按图安装好器材，注意斜槽末端 ，确定斜槽末端钢球球心O为坐标原点，利用 确定竖直线。
b．让钢球沿斜槽轨道滚下后从末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，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，重新释放钢球，如此重复，让钢球多次从 位置上滚下，白纸上将留下一系列痕迹点。
c．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹，如图3所示。
（3）在轨迹上取A、B、C三点，根据竖直方向分运动的特点，若OA1：OB1：OC1＝ ，表示相邻两点之间对应的时间间隔相同。在此基础上，满足 条件时，可说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
17．用如图1所示装置研究平抛运动。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，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，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，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有 。
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的 （选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。
②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1/y2 1/3（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为 （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是 。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
（4）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。
四．计算题（共3小题）
18．一小球做平抛运动，如图所示为闪光照片的记录，闪光照相机每隔0.1s闪光一次，g为10m/s2，则
（1）背景正方形格子的边长是多少？
（2）求小球运动的初速度？通过B点时的速度大小为多少？
19．如图所示的实验中，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。测得两球经过0.5s同时落地，A球落地点到抛出点的水平距离为1.5m。忽略空气阻力对两小球运动的影响，g＝10m/s2。
（1）求A球抛出点距地面的高度h；
（2）求A球抛出时的速度大小v0；
（3）请你通过分析，比较A、B两球落地速度大小。
20．某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，图中A点为物体运动一段时间后的位置（A不是抛出点），B和C为小球运动轨迹上的点，位置坐标分别为（40cm，40cm）和（80cm，120cm），如图所示。（g取10m/s2）求：
（1）物体做平抛运动的初速度大小是多少？
（2）A点在竖直方向的分速度大小是多少？
（3）抛出的起点位置O的坐标是多少？
5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．C。
2．B。
3．D。
4．D。
5．D。
6．D。
7．D。
8．B。
9．C。
10．D。
二．多选题（共5小题）
11．CD。
12．ABEFG。
13．AC。
14．AB。
15．CD。
三．实验题（共2小题）
16．【解答】解：（1）A、两球的体积、材料和质量的选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；
B、改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小，不能改变空中运动时间，故B错误；
CD、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，两球同时落地，可知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，故C正确，D错误。
故选：C
（2）a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平，确保小球水平抛出；抛出点位置挂一重锤线确定竖直方向，再从平抛点作重锤的垂线作为x轴。
b、每次小球应从同一位置由静止释放，以保证到达斜槽轨道底端速度相同。
（3）根据初速度为零匀加速运动的规律有，若三段时间相等，则在T、2T、3T时间内的位移之比为1：4：9，所以OA1：OB1：OC1＝1：4：9。
由于水平方向上做匀速直线运动，则相等时间内的水平位移相等，即OA2＝A2 B2＝B2C2。
故答案为：（1）C；（2）水平、重垂线、同一；（3）1：4：9；OA2＝A2 B2＝B2C2
17．【解答】解：（1）AB、斜槽轨道不一定需要光滑，便末端一定要水平，才能保证是平抛运动，故A错误，B正确；
C、挡板只要能记录下小球下落在不同高度的不同位置即可，不需要等间距变化，故C错误；
D、为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放，故D正确。
故选：BD。
（2）①小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重锤线平行；
②平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，若初速度为零，则最初的两个连续相等时间内的位移之比为1：3，由于遗落了记录平抛轨迹的起始点，所以：y1/y2>1/3；
竖直方向做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的判别式得：y2﹣y1＝gT2，水平方向x＝v0T，解得：v0＝＝；
（3）A、用水平喷管喷出细水柱，并拍摄片，由于水柱的轨迹是平抛的轨迹，故A正确；
B、用频闪照像拍摄小球平抛的照片，再把各点用平滑的曲线连起来，这样也用获得平抛的轨迹，故B正确；
C、由于铅笔尖在运动过程中受到纸的阻力，故铅笔的轨迹不是平抛的轨迹，故C错误。
故选：AB
（4）物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力﹣﹣重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。
故答案为：（1）BD；（2）①球心，需要；②大于；；（3）AB；（4）物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力﹣﹣重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。
四．计算题（共3小题）
18．【解答】解：（1）由图可知，AB和OA在竖直方向下降的高度差为△y＝L
由竖直方向小球做匀变速直线运动，根据△x＝aT2可得：
△y＝gT2，
即△y＝10×0.12m＝0.1m＝10cm，
则正方形格子边长为L＝△y＝10cm；
（2）由水平方向小球做匀速直线运动，有3L＝v0T；
解得；
A点竖直方向的速度vyA＝＝1.5m/s；
根据竖直方向的自由落体规律可知，vyB＝vA+gT＝1.5m/s+10×0.1m/s＝2.5m/s；
则B点速度vB＝m/s＝3.91m/s。
故答案为：（1）背景正方形格子的边长是10cm；
（2）小球的初速度为3m/s；
通过B点时的速度是3.913m/s。
19．【解答】解：（1）平抛运动竖直方向做自由落体运动
可得A球抛出点距地面的高度
（2）水平方向做匀速运动，根据
x＝v0t
可得A球抛出时的速度大小
（3）B球落地时的速度
vB＝gt＝10×0.5m/s＝5m/s
A球落地时的竖直速度与B相同，水平速度为v0，因此A落地时的速度
vA＝m/s
因此
vA＞vB
答：（1）A球抛出点距地面的高度为1.25m；
（2）A球抛出时的速度大小为3m/s；
（3）vA＞vB
20．【解答】解：（1）在竖直方向上，根据△y＝gT2得相等的时间间隔为：T＝＝s＝0.2s
则小球抛出的速度为：v0＝m/s＝2m/s。
（2）B点的竖直分速度为：vBy＝m/s＝3m/s，
由速度公式，则A点在竖直方向的分速度大小是：vAy＝vBy﹣gT＝3m/s﹣10×0.2m/s＝1m/s。
（3）抛出点到A点的竖直位移为：yA＝m＝0.05m＝5cm
则抛出点距离A点的时间为：t＝s＝0.1s
那么抛出点距离A点水平距离为：x＝v0t＝2×0.1m＝0.2m＝20cm。
则抛出的起点位置O的坐标是（﹣20cm，﹣5cm）。
答：（1）物体做平抛运动的初速度大小是2m/s；
（2）A点在竖直方向的分速度大小是1m/s；
（3）抛出的起点位置O的坐标是（﹣20cm，﹣5cm）。
第12页（共12页）
一．选择题（共10小题）
1．“研究平抛物体的运动”实验中，所需器材：除白纸、图钉，平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺，铁架合外，还需要的器材有（ ）
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．测力计
2．在“研究平抛运动”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置是（设小球半径为r） （ ）
A．斜槽口末端O点 B．槽口O点上方r处
C．槽口O点正前方r处 D．槽口O点正上方2r处
3．在做“研究平抛物体的运动”实验时，有如下实验要求与实验操作，下列说法正确的是（ ）
A．斜槽轨道必须光滑
B．要用秒表测出小球下落的时间
C．要用天平测出小球质量
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
4．在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一斜槽轨道滑下，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为不正确的是（ ）
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必须相同
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
5．如图所示是研究平抛物体运动的演示实验装置。实验时，先用弹簧片C将B球紧压在DE间并与A球保持在同一水平面上，用小锤F击打弹簧片C，A球被水平抛出，同时B球自由下落。实验几次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，我们听到A、B两球总是同时落地，这个实验（ ）
A．说明A、B两球落地时的速度相同
B．说明A、B两球在水平方向运动是做匀速直线运动
C．说明平抛运动是自由落体和匀速直线运动的合运动
D．说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
6．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（ ）
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一定要高于水面
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
7．如图所示是用频闪照相研究平抛运动时拍下的A、B两小球同时开始运动的照片。A无初速释放，B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B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
8．用如图甲所示的装置研究平抛运动，在水平桌面上放置一个斜面，每次都让小钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动打在竖直墙壁上，把白纸和复写纸贴在墙上，就可以记录小钢球的落点。改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据。已知四次实验中桌子右边缘离墙的水平距离分别为10cm、20cm、30cm、40cm，在白纸上记录的对应落点分别为A、B、C、D，如图乙所示。则B、C、D三点到A点的距离之比为（ ）
A．4：9：16 B．3：8：15 C．3：5：7 D．1：3：5
9．如图所示为某同学研究一钢球做平抛运动时的一段轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1/y2的值不可能为（ ）
A.1/2 B．1/3 C．1/4 D．11/12
10．某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，在轨迹上任取一点a为坐标原点建立如图所示的坐标系（y轴竖直，x轴水平），又在轨迹上另取b、c两点的位置（如图）。（g取10m/s2）下列判断不正确的是（ ）
A．从a到b和从b到c所用的时间都是0.1s
B．由图象可计算出平抛的初速度为2m/s
C．在a点的竖直分速度为0.5m/s
D．抛出点的坐标为（﹣10cm，﹣1.5cm）
二．多选题（共5小题）
11．在用斜槽研究物体做平抛运动的实验中，下列描述正确的是（ ）
A．斜槽必须是光滑的
B．实验中要求出小球做平抛运动的初速度，所以需要秒表测小球做平抛运动的时间
C．小球每次必须从斜槽的同一位置由静止开始下滑
D．斜槽的末端点的切线水平
12．在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球作平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，写出你认为正确的选项前面的字母（ ）
A．通过调节使斜槽末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须相同
C．每次必须用手给小球一个初速度
D．记录小球位置用的木条或凹槽，每次必需严格地等距离下降
E．小球运动时不能与木板上的白纸（或方格纸）相接触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用铅笔将小球通过各位置连成平滑的曲线
G．用悬挂重锤的方法确定竖直坐标轴
13．在“研究平抛运动特点”实验中：如图所示是用横挡条卡住平抛的小球来确定平抛运动的轨迹，在此实验中，下列说法正确的是（ ）
A．斜槽末端切线必须水平
B．横挡条每次向下移动的距离必须相等
C．建立坐标系时，y轴的方向应根据重垂线确定
D．应不断改变小球在斜槽上的释放位置以获得更多的点
14．如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，如果取g＝10m/s2，那么（ ）
A．闪光的时间间隔是0.1s
B．小球运动的水平分速度为2.0m/s
C．小球经过b点速度的大小为2.0m/s
D．小球是从O点开始水平抛出的
15．某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图实所示的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已经标出，则（g取得10m/s2）（ ）
A．从a到b的时间小于从b到c的时间
B．物体平抛的初始位置在O点
C．物体平抛的初速度大小为2m/s
D．物体到达b点时的速度大小为2.5m/s
三．实验题（共2小题）
16．在“探究平抛运动特点”的实验中，
（1）小袁用如图1所示的装置来探究平抛运动竖直分运动的特点。实验时用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，A、B两球同时开始运动。下列说法中正确的是 。
A．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响
B．改变小锤击打的力度，可以改变A球在空中的运动时间
C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
（2）为继续探究平抛运动水平分运动的特点，小袁用如图2所示装置研究平抛运动。在下面的步骤中填入正确的操作。
a．按图安装好器材，注意斜槽末端 ，确定斜槽末端钢球球心O为坐标原点，利用 确定竖直线。
b．让钢球沿斜槽轨道滚下后从末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，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，重新释放钢球，如此重复，让钢球多次从 位置上滚下，白纸上将留下一系列痕迹点。
c．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹，如图3所示。
（3）在轨迹上取A、B、C三点，根据竖直方向分运动的特点，若OA1：OB1：OC1＝ ，表示相邻两点之间对应的时间间隔相同。在此基础上，满足 条件时，可说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
17．用如图1所示装置研究平抛运动。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，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，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，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有 。
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的 （选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。
②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1/y2 1/3（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为 （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是 。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
（4）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。
四．计算题（共3小题）
18．一小球做平抛运动，如图所示为闪光照片的记录，闪光照相机每隔0.1s闪光一次，g为10m/s2，则
（1）背景正方形格子的边长是多少？
（2）求小球运动的初速度？通过B点时的速度大小为多少？
19．如图所示的实验中，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。测得两球经过0.5s同时落地，A球落地点到抛出点的水平距离为1.5m。忽略空气阻力对两小球运动的影响，g＝10m/s2。
（1）求A球抛出点距地面的高度h；
（2）求A球抛出时的速度大小v0；
（3）请你通过分析，比较A、B两球落地速度大小。
20．某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，图中A点为物体运动一段时间后的位置（A不是抛出点），B和C为小球运动轨迹上的点，位置坐标分别为（40cm，40cm）和（80cm，120cm），如图所示。（g取10m/s2）求：
（1）物体做平抛运动的初速度大小是多少？
（2）A点在竖直方向的分速度大小是多少？
（3）抛出的起点位置O的坐标是多少？
5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．C。
2．B。
3．D。
4．D。
5．D。
6．D。
7．D。
8．B。
9．C。
10．D。
二．多选题（共5小题）
11．CD。
12．ABEFG。
13．AC。
14．AB。
15．CD。
三．实验题（共2小题）
16．【解答】解：（1）A、两球的体积、材料和质量的选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；
B、改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小，不能改变空中运动时间，故B错误；
CD、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，两球同时落地，可知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，故C正确，D错误。
故选：C
（2）a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平，确保小球水平抛出；抛出点位置挂一重锤线确定竖直方向，再从平抛点作重锤的垂线作为x轴。
b、每次小球应从同一位置由静止释放，以保证到达斜槽轨道底端速度相同。
（3）根据初速度为零匀加速运动的规律有，若三段时间相等，则在T、2T、3T时间内的位移之比为1：4：9，所以OA1：OB1：OC1＝1：4：9。
由于水平方向上做匀速直线运动，则相等时间内的水平位移相等，即OA2＝A2 B2＝B2C2。
故答案为：（1）C；（2）水平、重垂线、同一；（3）1：4：9；OA2＝A2 B2＝B2C2
17．【解答】解：（1）AB、斜槽轨道不一定需要光滑，便末端一定要水平，才能保证是平抛运动，故A错误，B正确；
C、挡板只要能记录下小球下落在不同高度的不同位置即可，不需要等间距变化，故C错误；
D、为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放，故D正确。
故选：BD。
（2）①小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重锤线平行；
②平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，若初速度为零，则最初的两个连续相等时间内的位移之比为1：3，由于遗落了记录平抛轨迹的起始点，所以：y1/y2>1/3；
竖直方向做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的判别式得：y2﹣y1＝gT2，水平方向x＝v0T，解得：v0＝＝；
（3）A、用水平喷管喷出细水柱，并拍摄片，由于水柱的轨迹是平抛的轨迹，故A正确；
B、用频闪照像拍摄小球平抛的照片，再把各点用平滑的曲线连起来，这样也用获得平抛的轨迹，故B正确；
C、由于铅笔尖在运动过程中受到纸的阻力，故铅笔的轨迹不是平抛的轨迹，故C错误。
故选：AB
（4）物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力﹣﹣重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。
故答案为：（1）BD；（2）①球心，需要；②大于；；（3）AB；（4）物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力﹣﹣重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。
四．计算题（共3小题）
18．【解答】解：（1）由图可知，AB和OA在竖直方向下降的高度差为△y＝L
由竖直方向小球做匀变速直线运动，根据△x＝aT2可得：
△y＝gT2，
即△y＝10×0.12m＝0.1m＝10cm，
则正方形格子边长为L＝△y＝10cm；
（2）由水平方向小球做匀速直线运动，有3L＝v0T；
解得；
A点竖直方向的速度vyA＝＝1.5m/s；
根据竖直方向的自由落体规律可知，vyB＝vA+gT＝1.5m/s+10×0.1m/s＝2.5m/s；
则B点速度vB＝m/s＝3.91m/s。
故答案为：（1）背景正方形格子的边长是10cm；
（2）小球的初速度为3m/s；
通过B点时的速度是3.913m/s。
19．【解答】解：（1）平抛运动竖直方向做自由落体运动
可得A球抛出点距地面的高度
（2）水平方向做匀速运动，根据
x＝v0t
可得A球抛出时的速度大小
（3）B球落地时的速度
vB＝gt＝10×0.5m/s＝5m/s
A球落地时的竖直速度与B相同，水平速度为v0，因此A落地时的速度
vA＝m/s
因此
vA＞vB
答：（1）A球抛出点距地面的高度为1.25m；
（2）A球抛出时的速度大小为3m/s；
（3）vA＞vB
20．【解答】解：（1）在竖直方向上，根据△y＝gT2得相等的时间间隔为：T＝＝s＝0.2s
则小球抛出的速度为：v0＝m/s＝2m/s。
（2）B点的竖直分速度为：vBy＝m/s＝3m/s，
由速度公式，则A点在竖直方向的分速度大小是：vAy＝vBy﹣gT＝3m/s﹣10×0.2m/s＝1m/s。
（3）抛出点到A点的竖直位移为：yA＝m＝0.05m＝5cm
则抛出点距离A点的时间为：t＝s＝0.1s
那么抛出点距离A点水平距离为：x＝v0t＝2×0.1m＝0.2m＝20cm。
则抛出的起点位置O的坐标是（﹣20cm，﹣5cm）。
答：（1）物体做平抛运动的初速度大小是2m/s；
（2）A点在竖直方向的分速度大小是1m/s；
（3）抛出的起点位置O的坐标是（﹣20cm，﹣5cm）。
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