5.3 实验：研究平抛运动 同步练习(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 5.3 实验：研究平抛运动 同步练习(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 329.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 07:22:29 | ||
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文档简介
必修二 5.3 实验：研究平抛运动 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，在研究平抛运动时，用如图所示装置研究平抛运动。改变整个装置的高度 做同样的实验，发现位于同一高度的 、 两个小球总是同时落地。该实验现象说明了 球在离开轨道后
A. 竖直方向的分运动是自由落体运动
B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动
C. 水平方向的分运动是匀速直线运动
D. 竖直方向的分运动是匀速直线运动
2. 如果将平抛运动沿水平方向和竖直方向分解，其运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。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， 球就水平飞出，同时 球被松开，做自由落体运动，实验结果是两球同时落到地面。这个实验
A. 只能说明上述规律中的第①条 B. 只能说明上述规律中的第②条
C. 不能说明上述规律中的任何一条 D. 能同时说明上述两条规律
3. 在“研究平抛物体的运动”的实验中，验证实验得到的轨迹是否准确可以有这样一种方法：从曲线上某点处画三段连续等长的水平直线，再在该水平线等间距处对应作三条竖直线与曲线交于三点，相应得到三段 轴方向的位移 、 、 ，如右图所示，若轨迹正确，则三段 轴位移之间应满足的关系是
A. B. C. D.
4. 下列给出的几组用描迹法探究平抛运动规律的实验器材，应选用
A. 铁架台、方木板、斜槽和小球、秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
B. 铁架台、方木板、斜槽和小球、天平和秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
C. 铁架台、方木板、斜槽和小球、千分尺和秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
D. 铁架台、方木板、斜槽和小球、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
5. 在“研究平抛物体的运动”实验中，如果小球每次从斜槽上不同位置释放，则各次相比相同的是
A. 小球的初速度
B. 小球的运动轨迹
C. 小球的下落时间
D. 小球通过相同水平位移所用的时间
6. 在做“研究平抛物体的运动”实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是
A. B.
C. D.
7. 平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动，②竖直方向做自由落体运动。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， 球就水平飞出，同时 球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验
A. 只能说明上述规律中的第①条 B. 只能说明上述规律中的第②条
C. 不能说明上述规律中的任何一条 D. 能同时说明上述两条规律
8. 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重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则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 点为重锤的投影位置），其中可能正确的是
A. B.
C. D.
9. 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， 、 、 三点的位置在运动轨迹上已经标出，则（ 取得 ）
A. 从 到 的时间小于从 到 的时间
B. 物体平抛的初始位置在 点
C. 物体平抛的初速度大小为
D. 物体到达 点时的速度大小为
10. 在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线 的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示，现在曲线上取 、 两点量出它们到 轴的距离，，，以及 的竖直距离 ，用这些数据可以求得小球平抛时初速度为
A. B. C. D.
二、填空题（共5小题；共30分）
11. 如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把 球沿① 方向抛出，同时 球松开，自由下落， 、 两球② 开始运动。观察到两球③ 落地，多次改变小球距地面的高度和打击力度，重复实验，均观察到两球④ 落地，这说明了小球 在竖直方向上的运动为⑤ 运动。
12. （1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________.
A.停表
B.坐标纸
C.天平
D.弹簧秤
E.重垂线
（2）实验中，下列说法正确的是________.
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.为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
E.为了比较准确地找出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点都连接起来
13. 某同学利用闪光照相研究物体的平抛运动，他拍摄了小球沿水平桌面运动并抛出的闪光照片，如图所示。若图中每一正方形小格的边长均表示 ，照相机相邻两次闪光的时间间隔均为 。根据图中的记录，可计算出小球做平抛运动的初速度大小为 ，小球通过 点时竖直方向的速度大小为 。（取 。保留 位有效数字）
14. 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，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上 。
（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）每次必须由静止释放小球
（D）记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
（E）小球运动时不应与木板上的白纸相接触
（F）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
在做该实验中某同学只记录了物体运动的轨迹上的 、 、 三点并以 点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图象，试根据图象求出物体平抛运动的初速度大小为 ；物体运动到 点时的速度大小为 ；抛出点的横坐标为 ；纵坐标为 。（）
15. 在研究平抛物体的运动的实验中，在一次实验中用方格纸，方格边长 ，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为 ； 点的竖直分速度为 （ 取 ）。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片。三个同时由同一点 出发的小球， 为 球在光滑水平面上以速度 运动的轨迹； 为 球以速度 被水平抛出后的运动轨迹； 为 球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出平抛运动怎样的结论
17. 某同学做“研究平抛物体的运动’’的实验时，没有记下小球的抛出点（空间坐标系原点 ）和沿竖直方向的 轴，只画出了与初速度方向平行的 轴和一段小球运动的轨迹，如图所示。如何只用一把刻度尺进行测量，从而求出小球抛出时的速度
18. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置（如图所示），在水平桌面上放置一个斜面，每次都让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，在钢球抛出后经过的地方有竖直放置的一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，支架的边缘挂一条铅垂线），木板上钉一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。
已知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在此前提下，怎样探究钢球水平运动的特点 请指出还需要的器材，说明实验步骤。
19. 某同学做平抛运动的实验时，不慎未定好原点，只画了竖直线，而且只抽出了平抛物体的后一部分轨迹，如图所示。依此图加上一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度
答案
第一部分
1. A
2. B
3. A
4. D
5. C
【解析】小球下落时间由下落高度决定。小球通过相同水平位移所用时间由平抛的初速度决定，进而和释放小球时的位置有关，故应选C。
6. C
【解析】A图坐标纸偏右，B图坐标纸歪斜，C图合适，D图坐标纸偏下，所以选C。
7. B
8. A
【解析】设小球做平抛运动的竖直高度为 ，由 ，得 ；
在水平方向有 ，即平抛运动的水平位移 ，可见 与 成正比，在速度标尺上的速度值应该是均匀分布的，选项A正确.
9. C
【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，从图中看出从 到 的水平位移等于从 到 的水平位移，所以从 到 的时间和从 到 的时间相等，故A错误；
在竖直方向上 。若 点为平抛的初始位置，则 的竖直位移为：，而图象中 的竖直距离为 ，故B错误；
小球平抛运动的初速度 。故C正确；
点在竖直方向上的分速度 ，小球运动到 点的速度为 ，故D错误。
10. A
【解析】设平抛小球运动到 点的时间为 ，抛出点到 点的竖直高度为 ，运动到 点的时间为 ，则有 ，，， 联立解得 ，故A选项正确。
第二部分
11. ①水平；②同时；③同时；④同时；⑤自由落体
12. （1）BE
（2）AD
【解析】还需要的器材是坐标纸和重垂线.做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动.为使小球运动轨迹相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置无初速滚下.描点法画物体运动的轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点应舍去.
13. ；
【解析】依据运动的合成与分解，将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动，
因相邻两次闪光的时间间隔均为 ；
在水平方向：，
代入解得：。
在竖直方向上有：。
14. ABCE；；；；
【解析】为了保证小球的初速度水平，应调节斜槽的末端水平，故A正确；
为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽从斜槽的同一位置由静止开始释放，故 B、C正确；
记录小球位置不一定需要等距离下降，故D错误；
为了防止摩擦改变小球的运动轨迹，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，故E正确；
将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接，故F错误。
在竖直方向上，根据 得，，则小球的初速度 。
点的竖直分速度 ，根据平行四边形定则知， 点的速度 。
抛出点到 点的时间 ，则抛出点到 点的水平位移 ，抛出点的横坐标 ，
抛出点到 点的竖直位移 ，抛出点的纵坐标 。
15. ；
【解析】在竖直方向上，，解得：。
则平抛运动的初速度为：。
点竖直方向上分速度为：。
第三部分
16. 平抛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运动。
17. 在轨迹曲线上取 、 、 三点，使相邻两点间的 轴方向上的距离相等，即 ，则从 到 和从 到 所用时间相等，设为 ，则在竖直方向 和 两点间的距离 与 和 两点间的距离 之差 ，则 ，由平抛运动水平方向（ 轴方向）为匀速直线运动，得 ，由上式可知，只要用直尺测出 、 、 ，代入上式即可计算出小球的初速度 。
18. 还需刻度尺，实验步骤如下：
（）将木板竖直放在距桌边缘工处；
（）让小球从斜面上某一高处滚下.通过复写纸在木板上的白纸上记下落点距桌边缘的竖直高度 ；
（）将木板竖直放在距桌边缘 处；
（）让小球从斜面上同一高度处滚下，通过复写纸在木板上的白纸上记录落点距桌边缘的竖直高度 。
若 ，则说明小球在水平方向做匀速运动。
19. 在轨迹上取三点 、 、 ，使 、 、 在水平方向的间隔相等，测出 、 与 、 间的竖直距离，依据 公式，求出 。再测出、 间的水平距离 ，则物体平抛的初速度为
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，在研究平抛运动时，用如图所示装置研究平抛运动。改变整个装置的高度 做同样的实验，发现位于同一高度的 、 两个小球总是同时落地。该实验现象说明了 球在离开轨道后
A. 竖直方向的分运动是自由落体运动
B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动
C. 水平方向的分运动是匀速直线运动
D. 竖直方向的分运动是匀速直线运动
2. 如果将平抛运动沿水平方向和竖直方向分解，其运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。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， 球就水平飞出，同时 球被松开，做自由落体运动，实验结果是两球同时落到地面。这个实验
A. 只能说明上述规律中的第①条 B. 只能说明上述规律中的第②条
C. 不能说明上述规律中的任何一条 D. 能同时说明上述两条规律
3. 在“研究平抛物体的运动”的实验中，验证实验得到的轨迹是否准确可以有这样一种方法：从曲线上某点处画三段连续等长的水平直线，再在该水平线等间距处对应作三条竖直线与曲线交于三点，相应得到三段 轴方向的位移 、 、 ，如右图所示，若轨迹正确，则三段 轴位移之间应满足的关系是
A. B. C. D.
4. 下列给出的几组用描迹法探究平抛运动规律的实验器材，应选用
A. 铁架台、方木板、斜槽和小球、秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
B. 铁架台、方木板、斜槽和小球、天平和秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
C. 铁架台、方木板、斜槽和小球、千分尺和秒表、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
D. 铁架台、方木板、斜槽和小球、米尺和三角尺、重锤和细线、白纸和图钉、带孔卡片
5. 在“研究平抛物体的运动”实验中，如果小球每次从斜槽上不同位置释放，则各次相比相同的是
A. 小球的初速度
B. 小球的运动轨迹
C. 小球的下落时间
D. 小球通过相同水平位移所用的时间
6. 在做“研究平抛物体的运动”实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中所示坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是
A. B.
C. D.
7. 平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动，②竖直方向做自由落体运动。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， 球就水平飞出，同时 球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验
A. 只能说明上述规律中的第①条 B. 只能说明上述规律中的第②条
C. 不能说明上述规律中的任何一条 D. 能同时说明上述两条规律
8. 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重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则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 点为重锤的投影位置），其中可能正确的是
A. B.
C. D.
9. 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， 、 、 三点的位置在运动轨迹上已经标出，则（ 取得 ）
A. 从 到 的时间小于从 到 的时间
B. 物体平抛的初始位置在 点
C. 物体平抛的初速度大小为
D. 物体到达 点时的速度大小为
10. 在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线 的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示，现在曲线上取 、 两点量出它们到 轴的距离，，，以及 的竖直距离 ，用这些数据可以求得小球平抛时初速度为
A. B. C. D.
二、填空题（共5小题；共30分）
11. 如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把 球沿① 方向抛出，同时 球松开，自由下落， 、 两球② 开始运动。观察到两球③ 落地，多次改变小球距地面的高度和打击力度，重复实验，均观察到两球④ 落地，这说明了小球 在竖直方向上的运动为⑤ 运动。
12. （1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________.
A.停表
B.坐标纸
C.天平
D.弹簧秤
E.重垂线
（2）实验中，下列说法正确的是________.
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.为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
E.为了比较准确地找出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点都连接起来
13. 某同学利用闪光照相研究物体的平抛运动，他拍摄了小球沿水平桌面运动并抛出的闪光照片，如图所示。若图中每一正方形小格的边长均表示 ，照相机相邻两次闪光的时间间隔均为 。根据图中的记录，可计算出小球做平抛运动的初速度大小为 ，小球通过 点时竖直方向的速度大小为 。（取 。保留 位有效数字）
14. 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，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上 。
（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）每次必须由静止释放小球
（D）记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
（E）小球运动时不应与木板上的白纸相接触
（F）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
在做该实验中某同学只记录了物体运动的轨迹上的 、 、 三点并以 点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图象，试根据图象求出物体平抛运动的初速度大小为 ；物体运动到 点时的速度大小为 ；抛出点的横坐标为 ；纵坐标为 。（）
15. 在研究平抛物体的运动的实验中，在一次实验中用方格纸，方格边长 ，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为 ； 点的竖直分速度为 （ 取 ）。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片。三个同时由同一点 出发的小球， 为 球在光滑水平面上以速度 运动的轨迹； 为 球以速度 被水平抛出后的运动轨迹； 为 球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出平抛运动怎样的结论
17. 某同学做“研究平抛物体的运动’’的实验时，没有记下小球的抛出点（空间坐标系原点 ）和沿竖直方向的 轴，只画出了与初速度方向平行的 轴和一段小球运动的轨迹，如图所示。如何只用一把刻度尺进行测量，从而求出小球抛出时的速度
18. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置（如图所示），在水平桌面上放置一个斜面，每次都让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，在钢球抛出后经过的地方有竖直放置的一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，支架的边缘挂一条铅垂线），木板上钉一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。
已知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在此前提下，怎样探究钢球水平运动的特点 请指出还需要的器材，说明实验步骤。
19. 某同学做平抛运动的实验时，不慎未定好原点，只画了竖直线，而且只抽出了平抛物体的后一部分轨迹，如图所示。依此图加上一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度
答案
第一部分
1. A
2. B
3. A
4. D
5. C
【解析】小球下落时间由下落高度决定。小球通过相同水平位移所用时间由平抛的初速度决定，进而和释放小球时的位置有关，故应选C。
6. C
【解析】A图坐标纸偏右，B图坐标纸歪斜，C图合适，D图坐标纸偏下，所以选C。
7. B
8. A
【解析】设小球做平抛运动的竖直高度为 ，由 ，得 ；
在水平方向有 ，即平抛运动的水平位移 ，可见 与 成正比，在速度标尺上的速度值应该是均匀分布的，选项A正确.
9. C
【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，从图中看出从 到 的水平位移等于从 到 的水平位移，所以从 到 的时间和从 到 的时间相等，故A错误；
在竖直方向上 。若 点为平抛的初始位置，则 的竖直位移为：，而图象中 的竖直距离为 ，故B错误；
小球平抛运动的初速度 。故C正确；
点在竖直方向上的分速度 ，小球运动到 点的速度为 ，故D错误。
10. A
【解析】设平抛小球运动到 点的时间为 ，抛出点到 点的竖直高度为 ，运动到 点的时间为 ，则有 ，，， 联立解得 ，故A选项正确。
第二部分
11. ①水平；②同时；③同时；④同时；⑤自由落体
12. （1）BE
（2）AD
【解析】还需要的器材是坐标纸和重垂线.做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动.为使小球运动轨迹相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置无初速滚下.描点法画物体运动的轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点应舍去.
13. ；
【解析】依据运动的合成与分解，将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动，
因相邻两次闪光的时间间隔均为 ；
在水平方向：，
代入解得：。
在竖直方向上有：。
14. ABCE；；；；
【解析】为了保证小球的初速度水平，应调节斜槽的末端水平，故A正确；
为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽从斜槽的同一位置由静止开始释放，故 B、C正确；
记录小球位置不一定需要等距离下降，故D错误；
为了防止摩擦改变小球的运动轨迹，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，故E正确；
将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接，故F错误。
在竖直方向上，根据 得，，则小球的初速度 。
点的竖直分速度 ，根据平行四边形定则知， 点的速度 。
抛出点到 点的时间 ，则抛出点到 点的水平位移 ，抛出点的横坐标 ，
抛出点到 点的竖直位移 ，抛出点的纵坐标 。
15. ；
【解析】在竖直方向上，，解得：。
则平抛运动的初速度为：。
点竖直方向上分速度为：。
第三部分
16. 平抛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运动。
17. 在轨迹曲线上取 、 、 三点，使相邻两点间的 轴方向上的距离相等，即 ，则从 到 和从 到 所用时间相等，设为 ，则在竖直方向 和 两点间的距离 与 和 两点间的距离 之差 ，则 ，由平抛运动水平方向（ 轴方向）为匀速直线运动，得 ，由上式可知，只要用直尺测出 、 、 ，代入上式即可计算出小球的初速度 。
18. 还需刻度尺，实验步骤如下：
（）将木板竖直放在距桌边缘工处；
（）让小球从斜面上某一高处滚下.通过复写纸在木板上的白纸上记下落点距桌边缘的竖直高度 ；
（）将木板竖直放在距桌边缘 处；
（）让小球从斜面上同一高度处滚下，通过复写纸在木板上的白纸上记录落点距桌边缘的竖直高度 。
若 ，则说明小球在水平方向做匀速运动。
19. 在轨迹上取三点 、 、 ，使 、 、 在水平方向的间隔相等，测出 、 与 、 间的竖直距离，依据 公式，求出 。再测出、 间的水平距离 ，则物体平抛的初速度为
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