同步课时精练（八）2.3科学探究：平抛运动的特点（后附解析）

同步课时精练（八）2.3 科学探究：平抛运动的特点（后附解析）
一、单选题
1．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验，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，关于该实验，下列说法中正确的是（　　）
A．A球先落地
B．B球先落地
C．两球应同时落地
D．该实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
2．将一个物体以速度v水平抛出，当物体的竖直速度与水平速度的大小相等时，所经历的时间为（　）
A． B． C． D．
3．某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以25 m/s的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10 m至15 m之间，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，球在墙面上反弹点的高度范围是 (　　)
A．0.8 m至1.8 m B．0.8 m至1.6 m
C．1.0 m至1.6 m D．1.0 m至1.8 m
4．郁郁不得志的李白，常常借酒写月，“我歌月徘徊，我舞影零乱”。不透明物体在有光的环境中运动，由于光的直线传播，物体的影子将随着物体的运动而运动。如图所示，从空中的O点以初速度vo水平抛出一小球，在距抛出点L处竖直放置一光屏MN，在小球抛出点处O有一点光源，使小球的影子投射在屏上。不计空气阻力，则小球在光屏MN上的影子的运动是（　　）
A．自由落体运动
B．初速度为零的匀加速直线运动，加速度小于重力加速度
C．匀速直线运动，速度大小与L的大小无关
D．匀速直线运动，速度大小与L的大小有关
5．如图所示，A、B两球用两段不可伸长的细绳连接于悬点O，两段细绳的长度之比为1 ∶ 2，现让两球同时从悬点O附近以一定的初速度分别向左、向右水平抛出，至连接两球的细绳伸直所用时间之比为1∶，若A、B两球的初速度大小之比为k，则k值应满足的条件是（　　）
A．k= B．k> C．k= D．k>
6．在交通事故处理过程中，测定碰撞瞬间汽车的速度，对于事故责任的认定具有重要的作用。《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个计算碰撞瞬间车辆速度的公式v=，式中△L是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体沿公路方向上的水平距离，h1、h2分别是散落物在车上时候的离地高度，如图所示，只要用米尺测量出事故现场的△L、h1、h2三个量，根据上述公式就能计算出碰撞瞬间车辆的速度。不计空气阻力。g取9.8 m/s2，则下列叙述正确的（　　）
A．P、Q落地时间相同
B．P、Q落地时间差与车辆速度有关
C．P、Q落地时间差与车辆速度乘积等于△L
D．P、Q落地时间差与车辆速度成正比
二、多选题
7．在研究平抛运动的实验中，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滑下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
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
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
8．以初速度为水平抛出的物体，当竖直方向的位移与水平方向的位移相等时（g=10m/s2）
A．竖直分速度与水平分速度大小相等
B．瞬时速度大小
C．运动的时间t=1s
D．位移大小
9．中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈（可视为质点）刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g。则下列关于所有小面圈在空中运动的描述，正确的是（　　）
A．运动的时间都相同
B．速度的变化量都相同
C．若小面圈的初速度为v0，则
D．小面圈落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
10．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
三、实验题
11．在平抛实验的探究中，该同学取所描绘的平抛轨迹中的一段PQ（如图乙所示），分别测量了水平方向和竖直方向的长度，水平长度xPQ= cm，由这段轨迹可估算出平抛的初速度约为 m/s。（结果保留两位有效数字）（）
12．某实验小组用图所示装置进行“研究平抛运动”实验。
（1）实验操作时每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，目的是使小球抛出后 。

A．只受重力
B．保证小球每次抛出时具有相同的初速度，抛出后轨迹重合
C．做平抛运动
D．速度小些，便于确定位置
（2）由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点作为坐标原点建立坐标系，并标出、两点的坐标，如图所示。根据图示数据，可求出小球做平抛运动的初速度为 。（取）

（3）另一实验小组该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了图像，此平抛物体的初速度，则该地的重力加速度为 。（结果保留3位有效数字）

13．在“探究平抛运动的特点”实验中
（1）用图1装置进行探究，下列说法正确的是 。
A．只能探究平抛运动水平分运动的特点
B．需改变小锤击打的力度，多次重复实验
C．能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
（2）用图2装置进行实验，下列说法正确的是 。
A．斜槽轨道M必须光滑且其末端水平
B．上下调节挡板N时必须每次等间距移动
C．小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下
14．某物理兴趣小组利用如图1所示装置研究平抛运动的规律。
（一）小组成员先在光滑水平地面上竖直固定放置弧形光滑轨道N，然后在其上方竖直固定相同的轨道M，让两小铁球P、Q均能以相同的初速度同时分别从两轨道下端水平射出。实验中观察到P球落地时刚好和Q球相遇，仅仅改变弧形轨道M的高度H，重复上述实验，仍能观察到相同的现象。
（二）小组成员利用数码照相机的连拍功能，从正对小球运动平面方向拍摄，已知相机每隔时间T闪光一次。某次拍摄时，小球在离开M点瞬间相机恰好闪光，连续拍摄的3张照片编辑后如图2所示，图中M处为小球离开轨道瞬间的影像，经测量，MA、AB两线段的长度之比为，重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）两球总能相碰，说明 （填选项序号）；
A．平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
B．平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
（2）①MA、AB对应的竖直距离满足 ；
②A、B之间实际下落的竖直高度为 （用g、T表示）；
③小球抛出时的初速度大小为 （用g、T、、表示）。
15．某同学设计了测定动摩擦因数的方案，其装置如图所示，A是可在水平桌面任意位置固定的滑槽，其末端与水平桌面相切，B是体积较小质量为m的滑块．请你根据相关知识完善以下实验操作．
（1）如图甲所示，将滑槽末端与桌面右边缘M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1，则滑块经过滑槽末端时的速度为 （用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）．
（2）如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右边缘M的距离L、M与P′间的水平距离x2，则滑块离开桌面右边缘M时的速度为 （用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）．
（3）由第（1）（2）步的测量，可以写出滑块与桌面之间动摩擦因数的表达式为 （用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：ABC．A球做平抛运动，在竖直方向是自由落体与B球的运动规律相同，所以看到的现象是AB两球同时落地，故C正确，AB错误；
D．该实验是验证平抛运动竖直方向运动规律的，不能说明水平方向的运动规律，故D错误。
答案：C。
2．A
解析：物体竖直分速度与水平分速度相等，有：v=gt，解得：，故A正确，BCD错误．
3．A
解析：球做平抛运动
在水平方向上：
由初速度是25m/s，水平位移是10m至15m之间，
所以球的运动的时间是0.4s﹣0.6s之间，
在竖直方向上自由落体：
所以可以求得高度的范围是0.8m至1.8m。
A、与计算结果相符，A正确；
BCD、与计算结果不符，BCD错误。
4．D
解析：设小球平抛的初速度为，小球抛出时间t后，小球的水平、竖直位移为
小球在光屏上形成的影子沿光屏向下移动的距离为y1，根据几何关系有
联立各式解得
与t成正比关系，说明影子沿光屏做匀速运动，速度大小与L的大小有关，故ABC错误，D正确。
答案：D。
5．A
解析：设连接A球的绳长为L，以速度vA水平抛出
x=vAt
y=gt2
x2+y2=L2
得
同理得
因此有
答案：A。
6．C
解析：ABD．平抛运动的时间由高度决定，A、B的高度不同，则平抛运动的时间不同，时间差与车辆的速度无关，故ABD错误；
C．根据
得运动时间
P的水平位移
x1=vt1
Q的水平位移
x2=vt2
则有
故C正确。
答案：C。
7．AD
解析：应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以保证小球到达最低点的速度都相同，选项A正确；斜槽轨道不一定要光滑，只需到达底端的速度相同即可，选项B错误；斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，选项C错误；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，选项D正确；为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把点平滑地连接起来，选项E错误；答案：AD.
8．BD
解析：A、根据题意有：，得：，则竖直分速度为：，故AC错误；
B、根据平行四边形定则知：瞬时速度，故B正确；
D、水平位移大小，根据平行四边形定则知，位移大小为：，故D正确．
9．ABC
解析：A．每片面做平抛运动的高度相同，则运动的时间都相同，A正确；
B．根据
可知下落时间相等，则速度变化量都相同，B正确；
CD．落入锅中时，最大水平速度
最小水平速度
合速度
其中
则最大速度不是最小速度的3倍，初速度的范围
C正确，D错误。
答案：ABC。
10．BD
解析：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。
答案：BD。
11． 2.00 0.45
解析：[1]由图可知，水平长度为；
[2]由图可知，竖直长度为，1cm处所对应的竖直长度为2cm，由此可得
解得
则可得这段轨迹平抛的初速度约为
12． B 2 9.60
解析：（1）[1]实验操作时每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，目的是保证小球每次抛出时具有相同的初速度，抛出后轨迹重合。
答案：B。
（2）[2]由图示数据可知，间的水平位移等于间水平位移，可知间的时间等于间的时间；竖直方向做自由落体运动，则有
解得
水平方向有
解得小球做平抛运动的初速度为
（3）[3]竖直方向有
水平方向有
联立可得
可得图像的斜率为
可得该地的重力加速度为
13． B C
解析：（1）[1]利用图1装置将做平抛运动的小球与做自由落体运动的小球作对比，该实验只能说明平抛运动的竖直方向的运动情况，不能反映平抛运动的水平方向运动情况。实验时，需要改变小锤的击打力度，多次重复实验。
答案：B。
（2）[2]AC．用图2装置进行实验，为了保证从斜槽末端水平飞出的速度大小相等，小钢球必须从同一位置静止滚下，斜槽不必要光滑，但末端必须水平，故A错误，C正确；
B．挡板的作用是为了方便确定小球的运动未知，没有必要每次等间距移动，故B项错误。
答案：C。
14． B
解析：（1）[1] 改变弧形轨道M的高度时总能观察到P球落地时刚好和Q球相遇，说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动；
（2）[2]M点时速度沿水平方向，，竖直分速度为零
则
所以
[3]照相机的闪光周期为T，则
则
所以AB间的实际下落的竖直高度为
[4]据题可知
根据位移的合成可知
则
15．
解析：（1）由平抛运动知：设滑块在滑槽末端时的速度大小为，由水平方向的匀速直线运动，有：，由竖直方向的自由落体运动，联立解得：，（2）同理，第二次在桌面右端M 点的速度大小为：，物体在水平桌面上运动，由动能定理得：，解得：.
答案第1页，共2页
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