1.3探究平抛运动的特点 学科素养提升练-2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册（word含答案）

1.3探究平抛运动的特点 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．飞机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体。如果以第一个物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系。如图所示是第5个物体e离开飞机时，被抛出的5个物体（a、b、c、d、e）在空间位置的示意图，其中不可能的是（　　）
A． B．
C． D．
2．关于平抛运动的物体在空中运动的时间，下列判断中正确的是（　　）
A．由下落高度决定 B．由初速度决定
C．由位移决定 D．由初速度和下落高度共同决定
3．如图所示，在射箭比赛中，要使运动员水平射出的箭击中靶心，射出时箭头的方向应对准的位置是（　　）
A．靶心
B．靶心正上方某处
C．靶心正下方某处
D．靶心偏右一点
4．如图所示，A、B两球质量相等，距离地面的高度相同。用小锤F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，两球同时着地。分别改变小球距地。面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，两球总是同时着地。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。这个实验说明A球（　　）
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自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
5．刀削面是人们喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图1所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀片飞快地削下一片片很薄的面片，使面片飞向旁边的锅里。若一面片获得了水平方向的初速度，飞出时离锅内水面的竖直距离约0.80m，如图2所示。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。以地面为参考系，沿水平方向飞出的面片做（　　）
A．匀速直线运动 B．自由落体运动
C．平抛运动 D．匀减速直线运动
6．一架飞机水平匀速直线飞行，从飞机上每隔1s释放一个铁球，先后共释放4个，若不计空气阻力，从飞机上观察，4个球在空中任何时刻总是（　　）
A．排成抛物线，它们的落地点是等间距的
B．排成抛物线，它们的落地点是不等间距的
C．在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的
D．在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的
7．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体的合力一定是变化的
B．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是直线运动
C．物体做曲线运动，其速度一定在改变
D．做平抛运动的物体在相等的时间内速度变化量是不同的
8．第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，落到斜坡上的点。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。以地面为参考系，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，在空中做（　　）
A．平抛运动 B．自由落体运动
C．匀速直线运动 D．匀加速直线运动
9．如图所示，A、B两球质量相等，距离地面的高度相同。用小锤F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，两球同时着地。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，两球总是同时着地。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。若测出A球从被击出到落至水平地面所用时间为0.50s，则A球被击出时距地面的高度为（　　）
A．0.50m B．1.25m C．2.50m D．5.00m
10．如图所示，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球自由落下。多次改变小球距地面的高度和打击的力度，均可观察到两球同时落地。这个实验现象说明（　　）
A．A球在竖直方向上做自由落体运动 B．A球在竖直方向上做匀速直线运动
C．A球在水平方向上做匀速直线运动 D．A球在水平方向上做匀加速直线运动
11．平抛物体的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（　　）
A．做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
B．做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
C．A、B项中所述都能说明
D．A、B项中所述都不能说明
12．发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气阻力的影响）。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是（　　）
A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较少
B．速度较大的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C．速度较小的球通过同一水平距离所用的时间较多
D．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
13．在探究平抛运动的规律时，可以选用如下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一定要低于水面
C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定要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
14．如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体以水平初速度v0时，小物体对球顶恰好无压力，则
A．物体开始沿球面下滑
B．物体的初速度为
C．物体落地时的水平位移为
D．物体着地时速度方向与地面成45°角
15．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
二、解答题
16．一架飞机水平匀速飞行，搭载着多名高空跳伞运动员。每隔1s有一名运动员从飞机上落下。以下这段时间内伞没有打开，可忽略空气阻力。
(1)第四名运动员刚离开飞机时，相邻两运动员在竖直方向上的距离之比依次是多少？分别以飞机和地面为参考系，粗略画出此时这四名运动员在空中位置的情况。
(2)以地面为参考系，四名运动员跳伞后可以在同一水平面上形成造型吗？为什么？
17．某同学目测桌子高度大约为0.8m，他使小球沿桌面水平飞出，用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像（每秒25帧）。如果这位同学采用逐帧分析的办法，保存并打印各帧的画面。他大约可以得到几帧小球正在空中运动的照片？
参考答案
1．B
【详解】
AB．不计空气阻力，以地面为参考系，每个物体都做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所以在水平方向上，四个物体的速度总是与飞机速度相同的，水平位移相同，故没有位移差，看起来在一条竖直线上；竖直方向做自由落体运动，最先释放的物体间的距离大些，相当于同一个物体做自由落体运动在不同时刻的位置，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；
CD．若第5个物体e离开飞机时，c刚好落地，此时对于C图，若第5个物体e离开飞机时，d刚好落地，此时对于D图，故CD正确，不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】
平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，由公式
解得
可知运动时间只由下落高度决定，与初速度、位移无关，BCD错误，A正确。
故选A。
3．B
【详解】
射出去的箭做平抛运动，在飞行过程中受到重力的作用，运行的轨迹不是直线，而是向下的抛物线，运动员水平射箭击中了靶心，可以推断，击发时箭头的方向对准了比靶心高一点的位置，即靶心正上方某处。
故选B。
4．C
【详解】
A球做平抛运动，B球做自由落体运动。由于两球总是同时着地，说明A球在竖直方向为自由落体运动，不能说明A球水平方向上的运动情况，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．C
【详解】
由题意可知，面片只受重力作用，且初速度沿水平方向，所以面片做平抛运动，故选C。
6．C
【详解】
因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以四颗释放的小球都在飞机的正下方，即在飞机的正下方排成竖直的直线．高度一定，每个小球落地的时间相等，因为每隔1s释放一个，在水平方向上两小球的间隔为
△x=v△t
是等间距的。
故选C。
7．C
【详解】
A．做曲线运动的条件是初速度与力（加速度）不在同一条直线上，力（加速度）可以是恒定的也可以是变化的，故A错误；
B．两个互成角度的匀变速直线运动，和速度和合力（合加速度）不一定是在同一条直线上，故合运动不一定是直线运动，故B错误；
C．曲线运动的速度沿着轨迹的切线方向，无论速度大小是否变化，速度方向一定改变，故速度一定在改变，故C正确；
D．平抛运动只受重力，故加速度为重力加速度，为匀变速曲线运动，所以相等时间内的速度变化量相同，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
运动从O点水平滑出后水平方向有速度，且只受重力作用，所以运动员在空中做平抛运动，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．B
【详解】
A球在竖直方向上做自由落体运动，由
可得
故B正确。
故选B。
10．A
【详解】
本实验将A的做平抛运动与竖直方向下落的B的运动对比，只能说明A竖直方向运动情况，不能反映A水平方向的运动情况，每次两球都同时落地，说明A竖直方向的分运动是自由落体运动。
故选A。
11．A
【详解】
在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则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是自由落体运动，故A正确，BCD错误。
故选A。
12．C
【详解】
A．根据
可知球下降相同距离所用时间相同，与水平速度无关，选项A错误；
B．根据
可知球在下降相同距离时在竖直方向上的速度相同，与水平速度无关，选项B错误；
C．根据
可知，速度较小的球通过同一水平距离所用的时间较多，选项C正确；
D．根据
可知，球在相同时间间隔内下降的距离相同，，与水平速度无关，选项D错误。
故选C。
13．BD
【详解】
A．小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，故A不符合题意；
B．竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，故B符合题意；
C．只有每次从同一高度释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，故C不符合题意；
D．获得了每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律。故D符合题意。
故选BD。
14．BC
【详解】
A、物体仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，故A错误；
BC、根据牛顿第二定律得，mg，则．由R得：t，则水平位移．故BC正确；
D、落地时竖直方向上的速度，设落地时速度与地面的夹角为θ，有，故D错误．
15．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。
16．(1)5：3：1，见解析；(2)见解析
【详解】
(1)第四名运动员刚离开飞机时，第一名运动员下降的运动的时间为：t1=3s
第二名运动员下降时间为：t2=2s
第三名运动员下降时间为：t3=1s
由于每名运动员在竖直方向都是做自由落体运动，故下降的高度为
第四名运动员刚离开时下降的高度为
h4=0
第一名与第二名运动员间的距离为
第二名与第三名运动员间的距离为
第三名与第四名运动员间的距离为
故相邻两运动员在竖直方向上的距离之比为
由于每名运动员在水平方向初速度相同，故相对于飞机，每名运动员都做自由落运动，相对于地面，每名运动员都做平抛运动，如图所示
(2)以地面为参考系，四名运动员不可以在同一水平面上形成造型，因为四名运动员下落的时间不同，根据可知，不可能同时到达同一水平面。
17．10帧
【详解】
解：小球做平抛运动，由，可得小球在空中运动时间
因为每秒25帧拍摄照片，所以该同学大约拍到0.4×25帧=10帧照片。