人教版物理必修2同步练习：5.3 实验：探究平抛运动的特点（能力提升）
一、选择题
1．（2023高三上·无锡期末）用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中错误的是（ ）
A．用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地
B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C．若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球
【答案】D
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】A、 用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，A、B两球同时落地说明平抛运动竖直方向做自由落体运动，A正确。
B、 图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，与铅垂线平行说明背板竖直。B正确。
C、 若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平，C正确。
D、用图乙装置多次实验获得平抛运动轨迹时，每次必须保证小球从斜槽上同一位置静止释放，D错误。
故答案为：D
【分析】平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，探究实验过程中必须保证每次小球从同一位置静止释放，从而获得平抛运动的轨迹。
2．（2019高三上·北京期中）研究平抛运动的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面 1、2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面 1、2、3 的交点依次为 A、B、 C。小球由 A 运动到 B，竖直位移为 y1，动能的变化量为 ΔEk1，速度的变化量为 Δv1；小球由 B 运动到 C，竖直位移为 y2，动能的变化量为 ΔEk2，速度的变化量为 Δv2。若 y1 = y2，忽略空气阻力的影响，下列关系式正确的是 （ ）
A．ΔEk1<ΔEk2 B．ΔEk1=ΔEk2
C．Δv1<Δv2 D．Δv1=Δv2
【答案】B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】由平抛运动的特点可知，小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，由于水平板竖直方向上的间距相等，故小球经过板1-2的时间大于经过板2-3的时间，由于小球做平抛运动过程中忽略空气阻力的影响，只有重力做功，根据动能定理可知：△Ek1=△Ek2
根据动量定理可知：合外力的冲量等于动量的变化，由于小球经过板1-2的时间大于经过板2-3的时间，所以△p1＞△p2
由公式 可知，
故答案为：B
【分析】利用重力做功可以判别动能变化量的大小变化；利用动量定理可以判别速度变化量的大小变化。
3．（2019高二下·温州月考）某同学用如图所示的装置研究平抛运动。在实验中，小球每次都从斜面上的同一高度下落，而放有复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调为h、2h、3h，根据小球撞击木板时在白纸上留下的点迹，可得小球平抛时的水平位移分别为x1、x2、x3，则（ ）
A．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
B．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
C．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
D．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】小球离开桌面后竖直方向上做自由落体运动，复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调为h、2h、3h，据 可得，小球三次在空中运动时间 ．
A．若 ，据 知，小球在水平方向不是做匀速直线运动．A不符合题意．
B．若 ，据 知，小球在水平方向做匀速直线运动．B符合题意．
C．若 ，据 知，小球在水平方向不是做匀速直线运动．C不符合题意．
D．若 ，据 知，小球在水平方向不是做匀速直线运动．D不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用竖直方向的高度可以判别运动的时间；假如水平方向是做匀速运动，那么位移之比应该与运动时间成正比。
4．（2019·江苏模拟）平抛物体的运动规律可概括为两条：第一条，水平方向做匀速直线运动；第二条，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，A球水平飞出，同时B球被松开，两球同时落到地面，则这个实验（ ）
A．只能说明上述规律中的第一条
B．只能说明上述规律中的第二条
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
【答案】B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】两球同时落到地面，说明竖直方向上运动的时间相等，B符合题意。
故答案为：B
【分析】两个小球同时落地只能说明平抛运动竖直方向的运动做自由落体。
5．（高中物理人教版必修2第五章第3节实验：研究平抛运动同步练习）为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号 抛出点的高度/m 水平初速度/（m·s－1） 水平射程/m
1 0.20 2
0.40
2 0.20 3 0.60
3 0.45
2 0.60
4 0.45 4 1.2
5 0.80
2 0.8
6 0.80 6 2.4
以下探究方案符合控制变量法的是（ ）
A．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
B．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
C．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
D．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
【答案】A
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】若探究水平射程与高度的关系，应保证物体平抛运动的初速度不变，改变下落高度，选项A正确，B错误；若探究水平射程与初速度的关系，应保证平抛运动的下落高度不变，改变初速度，选用的数据可以是1、2的实验数据或3、4的实验数据或5、6的实验数据，选项C、D错误，BCD不符合题意，A符合题意，故答案为：A。
【分析】根据平抛运动的规律，水平射程与高度与初速度大小有关，因此在探究影响平抛运动水平射程的因素时，需要控制初速度不变。
6．（2017高一下·临汾期末）如图所示，在探究平抛运动的规律时，用小锤打击金属片，金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开始运动，下列说法正确的是（ ）
A．P球先落地
B．Q球先落地
C．两球同时落地
D．两球落地先后由小锤打击力的大小而定
【答案】C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明P、Q在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．
故选：C．
【分析】本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；
7．（2017高一下·钦南期末）在课堂中，老师用如图所示的实验研究平抛运动．A、B是质量相等的两个小球，处于同一高度．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．某同学设想在两小球下落的空间中任意选取两个水平面1、2，小球A、B在通过两水平面的过程中，动量的变化量分别为△pA和△pB，动能的变化量分别为△EkA和△EkB，忽略一切阻力的影响，下列判断正确的是（ ）
A．△pA=△pB，△EkA=△EkB B．△pA≠△pB，△EkA≠△EkB
C．△pA≠△pB，△EkA=△EkB D．△pA=△pB，△EkA≠△EkB
【答案】A
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】解：小球A、B在通过两水平面的过程中，因为下降的高度相同，则重力做功相同，根据动能定理知，动能的变化量相同．
因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以A、B两球通过两水平面间的时间相等，根据动量定理知，重力冲量相等，则动量的变化量相等．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
【分析】根据动能定理，结合重力做功比较动能的变化量，根据动量定理，结合重力的冲量比较动量的变化量．
二、多项选择题
8．（2024高二上·澄海期末） 如图所示，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的P点。若在水平桌面的边缘处放置另一小球2，再将小球1从斜面上同一位置由静止释放，使两小球发生正碰，两小球在地面上的落点分别为M、N点。已知小球1的质量为，小球2的质量为，且，O点为桌面边缘在地面上的投影，不计转弯处的机械能损失，两小球均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后小球1的落点为M点
B．碰撞后小球1的落点为N点
C．图中点间距离满足的关系为3OP=3OM+ON
D．如果两小球发生弹性正碰，则3OP=3OM+ON不成立
【答案】A,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】AB.由题意可知，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的P点，小球1与小球2碰撞过程满足动量守恒，即
可知小球1的碰后速度小于碰前速度，故抛出后落地的水平距离小于不与小球2碰撞时落地的水平距离，所以M点为球1碰后的落地点，N点为球2碰后的落地点，A符合题意，B不符合题意；
CD.若两球碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒有
解得
根据题意，可得
，，
得
3OP=3OM+ON
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据小球1不与小球2碰撞时抛出的速度与小球1与2碰撞后抛出的速度关系，判断出小球1与小球2碰后小球1的落地点，并得到小球2碰后的落地点；根据动量守恒定律和能量守恒定律求出两小球发生弹性碰撞后各自的速度，再由平抛的运动规律计算OP、OM、ON的数值关系。
9．（2019高三上·海淀月考）某问学设计了一个研究平抛运动特点的家庭实验装置，去验证平抛运动水平方向做匀速直线运动， 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，若已知物体做平抛运动时在竖直方向 上为自由落体运动下列说法正确的是（ ）
A．除实验中描述的器材外，该实验还必需的实验器材是刻度尺
B．除实验中描述的器材外，该实验还必需的实验器材是秒表、刻度尺
C．相对平抛起始位置，测出下落高度与平抛水平位移的平方成正比，说明钢球水平向做匀速运动
D．相对平抛起始位置，测出平抛水平位移与下落高度的平方成正比，说 明钢球水平向做匀速运动
【答案】A,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】已知钢球在竖直方向做自由落体运动，则h= gt2，水平方向若做匀速运动则满足： ，解得 ，则相对平抛起始位置，测出下落高度h与平抛水平位移x的平方成正比，说明钢球水平向做匀速运动，C符合题意； ，则相对平抛起始位置，测出平抛水平位移与下落高度的平方根成正比，说明钢球水平向做匀速运动，D不符合题意；由以上分析可知，实验中需要用刻度尺测量距离，不需要秒表，A符合题意，B不符合题意；
故答案为：AC.
【分析】利用位移公式可以判别竖直方向的位移和水平方向的位移关系，所以需要利用刻度尺测量长度的大小。
10．（2019高一上·温州期末）用图示装置做“探究平抛运动规律”的实验中，下列选项中的会增大实验误差的是（ ）
A．弧形轨道末端不水平
B．弧形轨道不光滑
C．实验小球为泡沫球
D．每次从同一高度无初速释放小球
【答案】A,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】弧形轨道末端不水平，小球离开轨道后不做平抛运动，会增大实验误差，A符合题意。保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，但弧形轨道不需要光滑，弧形轨道不光滑对实验没有影响，B不符合题意。实验小球用泡沫球时，空气阻力影响较大，会增大实验误差，C符合题意。每次从同一高度无初速释放小球，保持小球每次在同一轨迹上运动，可减小实验误差，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】轨道末端不水平会导致初速度方向不水平；实验小球为泡沫小球时会严重受到空气阻力的作用。
11．（高中物理人教版必修2第五章第3节实验：研究平抛运动同步练习）在“研究平抛物体的运动”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．小球在槽口时,球心在木板上的投影点
C．槽口O点正前方r处
D．小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处
【答案】B,D
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项B、D的说法即可，故AC不符合题意，BD符合题意，故答案为BD。
【分析】本题考查研究平抛运动的实验中平抛运动的坐标原点的确定，小球在槽口时,球心在木板上的投影点或小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处。
12．（2018高一下·衡阳期末）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2.5m/s
D．小球是从O点开始水平抛出的
【答案】A,B,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】A、在竖直方向上，根据△y=L=gT2得，闪光的时间间隔 ，A符合题意。
B、小球的水平分速度 ，B符合题意。
C、小球经过b点的竖直分速度 ，根据速度的平行四边形定则可知，b点的速度 ，C符合题意。
D、根据 ，可推出抛出点到b点的运动时间为 ，而O到b的时间为0.2s，可知O点不是抛出点，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】本题考查的是平抛运动数据处理。题中给出的是平抛运动竖直方向和水平方向的位移，解题时根据平抛运动的位移规律：，入手可解决求运动时间、速度等问题。
三、非选择题
13．（2024高一下·隆昌开学考）某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用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，下列说法中正确的有____。
A．两球的质量应相等
B．两球的质量可以不相等
C．两球应同时落地
D．应改变装置的高度，多次实验
E．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为 Hz；小球平抛的初速度大小为 m/s，经过B点时的竖直分速度大小为 m/s。（所有结果保留2位有效数字）
【答案】（1）B；C；D
（2）10；1.5；2.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）AB、根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确；
C、小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确；
D、为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，故D正确；
E、本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故E错误。
故答案为：BCD。
（2）由图乙可知，在竖直方向上
根据
可得
故
小球平抛的初速度大小为
经过B点时的竖直分速度大小为
【分析】甲同学主要探究平抛运动中竖直方向上的运动特点，竖直方向做自由落体运动，运动时间只与高度有关，与质量无关。乙同学探究平抛运动的特点。根据平抛运动在竖直方向和水平方向的运动规律，结合图像进行数据处理。
14．（2024高一下·岳池开学考）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）下列关于实验步骤的说法错误的是____。
A．将斜槽的末端切线调成水平
B．通过重锤线将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放
D．斜槽轨道必须光滑
（2）某同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系。运动轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度大小为 m/s（保留三位有效数字），经过B点时速度大小为 m/s（可保留根号），小球抛出点的坐标为 （单位cm）。（重力加速度g取10m/s2）
【答案】（1）D
（2）1.00；；
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）A、为了保证小球做平抛运动，将斜槽的末端切线调成水平，故A正确，不符合题意；
B、将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行，能准确记录小球在竖直平面上的运动，故B正确，不符合题意；
C、小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放，能保证小球做平抛运动的初速度相同，故C正确，不符合题意；
D、斜槽轨道不需要光滑，只要从同一位置滑下小球就具有相同初速度，故D错误，符合题意。
故答案为：D。
（2）由题图乙可知A、B、C中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，均设为T，根据运动学公式有
解得
小球平抛的初速度大小
小球经过B点时竖直方向上的速度大小为
则经过B点的速度大小为
小球从抛出点运动到B点的时间
则抛出点的横坐标为
纵坐标
故小球抛出点的坐标为(-20，-20)
【分析】为了保证小球做平抛运动，将斜槽的末端切线调成水平，小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放，保证小球具有相同的初速度。小球在竖直方向做初速度为零的匀加速运动，连续相等时间内通过位移差相等，根据逐差法确定时间间隔。再根据平抛运动规律结合图像进行数据处理。
15．（2024高一下·雅安开学考）在某次探究平抛运动的实验中，描出小球平抛运动的轨迹如图所示，A、、是运动轨迹上的三个点，以A点为坐标原点建立坐标系，已知小球从到的运动时间为，回答以下问题：
（1）由轨迹图来判断，A点 平抛运动的起点（选填“是”或“不是”）；由图可计算得出平抛运动的初速度为 （保留两位有效数字）；
（2）小球在点速度大小为 （保留两位有效数字），当地的重力加速度 （保留三位有效数字）。
【答案】（1）不是；1.0
（2）2.2；10.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）根据平抛运动的特点可知小球从A到B的运动时间也为0.1s，由初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内的位移比为1：3：5：…可知A点不是抛出点； 由图可计算得出平抛运动的初速度为
（2）小球在B点的竖直分速度大小
在B点的速度为
由
可得
【分析】平抛运动的物体竖直方向做自由落体运动，根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内的位移比的关系确定A是否为起抛点。根据匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度确定B点竖直方向的速度。再根据平抛运动规律确定B点速度及加速度的大小。
16．（2024高一上·湖南期末） 小明学完平抛运动知识后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。取。
（1）下列实验步骤必要的是____（填正确答案标号）。
A．在安装时，必须确保弹射器水平放置
B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸
C．每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D．第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离
（2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为 ，弹丸打到点时的速度大小为 。（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）A；B；C
（2）2.0；2.8
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）A、要保证每次弹丸都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，故A正确；
B、为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸，故B正确；
C、为保证弹丸的初速度相同，每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸，故C正确；
D、第一次实验时，不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，故D错误。
故答案为：ABC。
（2）由竖直方向上是自由落体运动，得
解得点迹间的时间间隔为
弹丸离开弹射器的速度大小为
弹丸打到C点时的竖直方向速度分量大小为
弹丸打到C点时的速度大小为
【分析】为保证每次弹丸都做平抛运动且初速度相同，则必须确保弹射器水平放置及弹簧压缩至相同位置释放弹丸。再根据平抛运动规律进行数据处理。
17．（2024高一上·百色期末） （1）如图所示的实验装置，小铁球A、B完全相同，开始时处于静止状态，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时球B被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，改变装置与地面间的距离，重复上述实验，两球仍然同时落地，根据此实验探究平抛运动的特点，可得到的结论是____
A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C.本实验现象无法确定竖直方向的分运动是自由落体运动
（1）应用如图所示实验装置探究平抛运动的特点，下列说法正确的是____
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端可以不水平
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始滚下
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
（2）如图是某同学在做平抛运动实验时得出小球的运动轨迹，图中a、b、c三点分别表示小球运动过程经过的三个位置，g取，空气阻力不计，则小球做平抛运动的初速度为 m/s.
【答案】（1）C；D
（2）2.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）改变球A被弹出时的速度和改变装置离地面的高度，两球仍然同时落地，可知两球在竖直方向的运动完全相同，即说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
故答案为：A。
（2）A、斜槽轨道不一定必须光滑，故A错误；
B、斜槽轨道末端必须水平，以保证小球能做平抛运动，故B错误；
C、应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始滚下，故C正确；
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，故D正确。
故答案为：CD。
（3）竖直方向根据
可得
则小球做平抛运动的初速度为
【分析】平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀速直线运动。为保证小球做平抛运动斜槽轨道末端必须水平，为保证小球做平抛运动的初速度相等，应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始滚下。根据平抛运动物体在水平和竖直方向是的运动特点结合图像进行数据处理。
18．（2024高一下·衡阳开学考）如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住两个相同的小铁球、，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，球做平抛运动，球进入一个光滑的水平轨道，则：
球在光滑的水平轨道上做 运动；实验过程中观察到球正好砸在球上，由此现象可以得出 的结论。
【答案】匀速直线；平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】 让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。小球A做平抛运动，小球B做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动。当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。
故答案为：匀速直线运动； 平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动
【分析】 实验中，小球A做平抛运动，B球做匀速运动，若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动。
19．（2021·顺德模拟）如图甲，在农田旁离地一定高度架有一水管，管口水平，小明根据学到的平抛运动知识，只用一把卷尺，测量出水口单位时间内流出的最大水量（假设水从出水口沿水平方向均匀流出，已知重力加速度为g）。步骤如下：
（1）如图乙，关闭水阀，用卷尺测量出水龙头的内直径D= cm；
（2）测量水管上沿离地高度H，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出水最远的落地位置，关上阀门，测量出最远位置到出水口的水平距离L，则水流速度v= （用题中物理量的字母表示）；
（3）请推导单位时间出水量表达式Q= （用题中物理量的字母表示）。
【答案】（1）4.50
（2）
（3）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）刻度尺读书要估读到分度尺的下一位，所以D=4.50cm；
（2）由平抛运动的公式
联立可解出
（3）排水量Q等于流速乘以管的横截面积公式如下
联立可解出
【分析】（1）利用刻度尺的分度值可以读出对应内直径的大小；
（2）利用平抛运动的位移公式可以求出水流速度的大小；
（3）利用水流速度和横截面积可以求出单位时间出水量的表达式。
20．（2024高一上·辽宁期末）在“探究平抛运动的特点”的实验中：
（1）关于这个实验，以下说法正确的是____。
A．小球释放的初始位置越高越好
B．每次小球要从同一高度由静止释放
C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
（2）某同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机（每隔相等时间拍一次照片）拍摄小球在空中的位置。如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度，如果取，那么：
①照相机的频闪周期 s（结果保留两位小数）；
②小球做平抛运动的初速度大小是 （结果保留一位有效数字）。
【答案】（1）B；C；D
（2）0.04；0.6
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）A、探究平抛运动的特点实验中，需要小球运动轨迹大体落在纸面中间位置附近，小球初始位置越高，轨迹约偏上部，因此需要释放位置适中，故A错误；
B、实验中在描绘小球运动轨迹过程中，需要保证每次小球平抛运动的初速度相同，因此必须保证每次小球要从同一高度由静止释放，故B正确；
C、实验过程中，描绘的小球运动轨迹需保证在竖直面内，因此实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，故C正确；
D、小球在运动过程中，为了便于描绘小球的运动轨迹，需要靠近木板；但是要保证小球在运动过程中受到的阻力尽量小，因此不接触木板，故D正确。
故答案为：BCD。
（2）由方格纸上描绘的点迹可知，小球从A运动到B过程中，水平方向位移
竖直方向上位移
小球从B运动到C过程中，水平方向位移
竖直方向上位移
水平方向上是匀速直线运动，又因为
则两段所用时间
竖直方向上自由落体运动
代入数据得
小球水平方向上做匀速直线运动
【分析】探究平抛运动的特点实验中，需要小球运动轨迹大体落在纸面中间位置附近，小球初始位置适中，为保证每次小球平抛运动的初速度相同，因此必须保证每次小球要从同一高度由静止释放。根据图纸确定小球在连续相等时间内水平和竖直位移的大小，再根据平抛运动规律结合逐差法进行数据处理。
21．（2023高三上·新会月考）（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____。
A．秒表 B．天平
C．重垂线 D．弹簧测力计
（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差 。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次实验要平衡摩擦力
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则经过B点时的速度为 m/s，抛出点的坐标为 （用L表示）。（此问g取10 m/s2）
【答案】（1）C
（2）AD或DA
（3）2.5；（-L，L）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，故不需要天平、弹簧测力计、秒表，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
（2）A.为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，A符合题意；
BD.为描出平抛运动的曲线，需小球多次做初速度相同的平抛运动，为了保证小球平抛的初速度相同，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，B不符合题意，D符合题意；
C.本实验中不需要平衡摩擦力，C不符合题意。
故答案为：AD。
（3）小球做平抛运动，在竖直方向上，根据位移差公式
可得
解得
在水平方向上，有
可得小球抛出的初速度为
根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球经过B点时的竖直分速度
则小球经过B点时的速度
小球从抛出点到B点的时间
则抛出点到B点的水平距离
抛出点到B点的竖直距离
由于B点的坐标为（5L，5L），故抛出点的坐标为（-L，L）。
【分析】（1）根据实验原理，选择实验器材；（2）根据实验原理和注意事项分析各选项；（3）根据平抛的运动规律，由运动学公式求解。
1 / 1人教版物理必修2同步练习：5.3 实验：探究平抛运动的特点（能力提升）
一、选择题
1．（2023高三上·无锡期末）用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中错误的是（ ）
A．用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地
B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C．若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球
2．（2019高三上·北京期中）研究平抛运动的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面 1、2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面 1、2、3 的交点依次为 A、B、 C。小球由 A 运动到 B，竖直位移为 y1，动能的变化量为 ΔEk1，速度的变化量为 Δv1；小球由 B 运动到 C，竖直位移为 y2，动能的变化量为 ΔEk2，速度的变化量为 Δv2。若 y1 = y2，忽略空气阻力的影响，下列关系式正确的是 （ ）
A．ΔEk1<ΔEk2 B．ΔEk1=ΔEk2
C．Δv1<Δv2 D．Δv1=Δv2
3．（2019高二下·温州月考）某同学用如图所示的装置研究平抛运动。在实验中，小球每次都从斜面上的同一高度下落，而放有复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调为h、2h、3h，根据小球撞击木板时在白纸上留下的点迹，可得小球平抛时的水平位移分别为x1、x2、x3，则（ ）
A．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
B．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
C．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
D．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
4．（2019·江苏模拟）平抛物体的运动规律可概括为两条：第一条，水平方向做匀速直线运动；第二条，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，A球水平飞出，同时B球被松开，两球同时落到地面，则这个实验（ ）
A．只能说明上述规律中的第一条
B．只能说明上述规律中的第二条
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
5．（高中物理人教版必修2第五章第3节实验：研究平抛运动同步练习）为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号 抛出点的高度/m 水平初速度/（m·s－1） 水平射程/m
1 0.20 2
0.40
2 0.20 3 0.60
3 0.45
2 0.60
4 0.45 4 1.2
5 0.80
2 0.8
6 0.80 6 2.4
以下探究方案符合控制变量法的是（ ）
A．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
B．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
C．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
D．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
6．（2017高一下·临汾期末）如图所示，在探究平抛运动的规律时，用小锤打击金属片，金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开始运动，下列说法正确的是（ ）
A．P球先落地
B．Q球先落地
C．两球同时落地
D．两球落地先后由小锤打击力的大小而定
7．（2017高一下·钦南期末）在课堂中，老师用如图所示的实验研究平抛运动．A、B是质量相等的两个小球，处于同一高度．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．某同学设想在两小球下落的空间中任意选取两个水平面1、2，小球A、B在通过两水平面的过程中，动量的变化量分别为△pA和△pB，动能的变化量分别为△EkA和△EkB，忽略一切阻力的影响，下列判断正确的是（ ）
A．△pA=△pB，△EkA=△EkB B．△pA≠△pB，△EkA≠△EkB
C．△pA≠△pB，△EkA=△EkB D．△pA=△pB，△EkA≠△EkB
二、多项选择题
8．（2024高二上·澄海期末） 如图所示，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的P点。若在水平桌面的边缘处放置另一小球2，再将小球1从斜面上同一位置由静止释放，使两小球发生正碰，两小球在地面上的落点分别为M、N点。已知小球1的质量为，小球2的质量为，且，O点为桌面边缘在地面上的投影，不计转弯处的机械能损失，两小球均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后小球1的落点为M点
B．碰撞后小球1的落点为N点
C．图中点间距离满足的关系为3OP=3OM+ON
D．如果两小球发生弹性正碰，则3OP=3OM+ON不成立
9．（2019高三上·海淀月考）某问学设计了一个研究平抛运动特点的家庭实验装置，去验证平抛运动水平方向做匀速直线运动， 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，若已知物体做平抛运动时在竖直方向 上为自由落体运动下列说法正确的是（ ）
A．除实验中描述的器材外，该实验还必需的实验器材是刻度尺
B．除实验中描述的器材外，该实验还必需的实验器材是秒表、刻度尺
C．相对平抛起始位置，测出下落高度与平抛水平位移的平方成正比，说明钢球水平向做匀速运动
D．相对平抛起始位置，测出平抛水平位移与下落高度的平方成正比，说 明钢球水平向做匀速运动
10．（2019高一上·温州期末）用图示装置做“探究平抛运动规律”的实验中，下列选项中的会增大实验误差的是（ ）
A．弧形轨道末端不水平
B．弧形轨道不光滑
C．实验小球为泡沫球
D．每次从同一高度无初速释放小球
11．（高中物理人教版必修2第五章第3节实验：研究平抛运动同步练习）在“研究平抛物体的运动”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．小球在槽口时,球心在木板上的投影点
C．槽口O点正前方r处
D．小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处
12．（2018高一下·衡阳期末）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2.5m/s
D．小球是从O点开始水平抛出的
三、非选择题
13．（2024高一下·隆昌开学考）某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用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，下列说法中正确的有____。
A．两球的质量应相等
B．两球的质量可以不相等
C．两球应同时落地
D．应改变装置的高度，多次实验
E．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为 Hz；小球平抛的初速度大小为 m/s，经过B点时的竖直分速度大小为 m/s。（所有结果保留2位有效数字）
14．（2024高一下·岳池开学考）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）下列关于实验步骤的说法错误的是____。
A．将斜槽的末端切线调成水平
B．通过重锤线将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放
D．斜槽轨道必须光滑
（2）某同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系。运动轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度大小为 m/s（保留三位有效数字），经过B点时速度大小为 m/s（可保留根号），小球抛出点的坐标为 （单位cm）。（重力加速度g取10m/s2）
15．（2024高一下·雅安开学考）在某次探究平抛运动的实验中，描出小球平抛运动的轨迹如图所示，A、、是运动轨迹上的三个点，以A点为坐标原点建立坐标系，已知小球从到的运动时间为，回答以下问题：
（1）由轨迹图来判断，A点 平抛运动的起点（选填“是”或“不是”）；由图可计算得出平抛运动的初速度为 （保留两位有效数字）；
（2）小球在点速度大小为 （保留两位有效数字），当地的重力加速度 （保留三位有效数字）。
16．（2024高一上·湖南期末） 小明学完平抛运动知识后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。取。
（1）下列实验步骤必要的是____（填正确答案标号）。
A．在安装时，必须确保弹射器水平放置
B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸
C．每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D．第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离
（2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为 ，弹丸打到点时的速度大小为 。（结果均保留2位有效数字）
17．（2024高一上·百色期末） （1）如图所示的实验装置，小铁球A、B完全相同，开始时处于静止状态，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时球B被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，改变装置与地面间的距离，重复上述实验，两球仍然同时落地，根据此实验探究平抛运动的特点，可得到的结论是____
A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C.本实验现象无法确定竖直方向的分运动是自由落体运动
（1）应用如图所示实验装置探究平抛运动的特点，下列说法正确的是____
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端可以不水平
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始滚下
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
（2）如图是某同学在做平抛运动实验时得出小球的运动轨迹，图中a、b、c三点分别表示小球运动过程经过的三个位置，g取，空气阻力不计，则小球做平抛运动的初速度为 m/s.
18．（2024高一下·衡阳开学考）如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住两个相同的小铁球、，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，球做平抛运动，球进入一个光滑的水平轨道，则：
球在光滑的水平轨道上做 运动；实验过程中观察到球正好砸在球上，由此现象可以得出 的结论。
19．（2021·顺德模拟）如图甲，在农田旁离地一定高度架有一水管，管口水平，小明根据学到的平抛运动知识，只用一把卷尺，测量出水口单位时间内流出的最大水量（假设水从出水口沿水平方向均匀流出，已知重力加速度为g）。步骤如下：
（1）如图乙，关闭水阀，用卷尺测量出水龙头的内直径D= cm；
（2）测量水管上沿离地高度H，打开水阀门且将其调到出水量最大，记下喷出水最远的落地位置，关上阀门，测量出最远位置到出水口的水平距离L，则水流速度v= （用题中物理量的字母表示）；
（3）请推导单位时间出水量表达式Q= （用题中物理量的字母表示）。
20．（2024高一上·辽宁期末）在“探究平抛运动的特点”的实验中：
（1）关于这个实验，以下说法正确的是____。
A．小球释放的初始位置越高越好
B．每次小球要从同一高度由静止释放
C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
（2）某同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机（每隔相等时间拍一次照片）拍摄小球在空中的位置。如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度，如果取，那么：
①照相机的频闪周期 s（结果保留两位小数）；
②小球做平抛运动的初速度大小是 （结果保留一位有效数字）。
21．（2023高三上·新会月考）（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____。
A．秒表 B．天平
C．重垂线 D．弹簧测力计
（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差 。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次实验要平衡摩擦力
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则经过B点时的速度为 m/s，抛出点的坐标为 （用L表示）。（此问g取10 m/s2）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】A、 用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，A、B两球同时落地说明平抛运动竖直方向做自由落体运动，A正确。
B、 图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，与铅垂线平行说明背板竖直。B正确。
C、 若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平，C正确。
D、用图乙装置多次实验获得平抛运动轨迹时，每次必须保证小球从斜槽上同一位置静止释放，D错误。
故答案为：D
【分析】平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，探究实验过程中必须保证每次小球从同一位置静止释放，从而获得平抛运动的轨迹。
2．【答案】B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】由平抛运动的特点可知，小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，由于水平板竖直方向上的间距相等，故小球经过板1-2的时间大于经过板2-3的时间，由于小球做平抛运动过程中忽略空气阻力的影响，只有重力做功，根据动能定理可知：△Ek1=△Ek2
根据动量定理可知：合外力的冲量等于动量的变化，由于小球经过板1-2的时间大于经过板2-3的时间，所以△p1＞△p2
由公式 可知，
故答案为：B
【分析】利用重力做功可以判别动能变化量的大小变化；利用动量定理可以判别速度变化量的大小变化。
3．【答案】B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】小球离开桌面后竖直方向上做自由落体运动，复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调为h、2h、3h，据 可得，小球三次在空中运动时间 ．
A．若 ，据 知，小球在水平方向不是做匀速直线运动．A不符合题意．
B．若 ，据 知，小球在水平方向做匀速直线运动．B符合题意．
C．若 ，据 知，小球在水平方向不是做匀速直线运动．C不符合题意．
D．若 ，据 知，小球在水平方向不是做匀速直线运动．D不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用竖直方向的高度可以判别运动的时间；假如水平方向是做匀速运动，那么位移之比应该与运动时间成正比。
4．【答案】B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】两球同时落到地面，说明竖直方向上运动的时间相等，B符合题意。
故答案为：B
【分析】两个小球同时落地只能说明平抛运动竖直方向的运动做自由落体。
5．【答案】A
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】若探究水平射程与高度的关系，应保证物体平抛运动的初速度不变，改变下落高度，选项A正确，B错误；若探究水平射程与初速度的关系，应保证平抛运动的下落高度不变，改变初速度，选用的数据可以是1、2的实验数据或3、4的实验数据或5、6的实验数据，选项C、D错误，BCD不符合题意，A符合题意，故答案为：A。
【分析】根据平抛运动的规律，水平射程与高度与初速度大小有关，因此在探究影响平抛运动水平射程的因素时，需要控制初速度不变。
6．【答案】C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明P、Q在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．
故选：C．
【分析】本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；
7．【答案】A
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】解：小球A、B在通过两水平面的过程中，因为下降的高度相同，则重力做功相同，根据动能定理知，动能的变化量相同．
因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以A、B两球通过两水平面间的时间相等，根据动量定理知，重力冲量相等，则动量的变化量相等．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
【分析】根据动能定理，结合重力做功比较动能的变化量，根据动量定理，结合重力的冲量比较动量的变化量．
8．【答案】A,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】AB.由题意可知，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的P点，小球1与小球2碰撞过程满足动量守恒，即
可知小球1的碰后速度小于碰前速度，故抛出后落地的水平距离小于不与小球2碰撞时落地的水平距离，所以M点为球1碰后的落地点，N点为球2碰后的落地点，A符合题意，B不符合题意；
CD.若两球碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒有
解得
根据题意，可得
，，
得
3OP=3OM+ON
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据小球1不与小球2碰撞时抛出的速度与小球1与2碰撞后抛出的速度关系，判断出小球1与小球2碰后小球1的落地点，并得到小球2碰后的落地点；根据动量守恒定律和能量守恒定律求出两小球发生弹性碰撞后各自的速度，再由平抛的运动规律计算OP、OM、ON的数值关系。
9．【答案】A,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】已知钢球在竖直方向做自由落体运动，则h= gt2，水平方向若做匀速运动则满足： ，解得 ，则相对平抛起始位置，测出下落高度h与平抛水平位移x的平方成正比，说明钢球水平向做匀速运动，C符合题意； ，则相对平抛起始位置，测出平抛水平位移与下落高度的平方根成正比，说明钢球水平向做匀速运动，D不符合题意；由以上分析可知，实验中需要用刻度尺测量距离，不需要秒表，A符合题意，B不符合题意；
故答案为：AC.
【分析】利用位移公式可以判别竖直方向的位移和水平方向的位移关系，所以需要利用刻度尺测量长度的大小。
10．【答案】A,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】弧形轨道末端不水平，小球离开轨道后不做平抛运动，会增大实验误差，A符合题意。保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，但弧形轨道不需要光滑，弧形轨道不光滑对实验没有影响，B不符合题意。实验小球用泡沫球时，空气阻力影响较大，会增大实验误差，C符合题意。每次从同一高度无初速释放小球，保持小球每次在同一轨迹上运动，可减小实验误差，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】轨道末端不水平会导致初速度方向不水平；实验小球为泡沫小球时会严重受到空气阻力的作用。
11．【答案】B,D
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项B、D的说法即可，故AC不符合题意，BD符合题意，故答案为BD。
【分析】本题考查研究平抛运动的实验中平抛运动的坐标原点的确定，小球在槽口时,球心在木板上的投影点或小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处。
12．【答案】A,B,C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】A、在竖直方向上，根据△y=L=gT2得，闪光的时间间隔 ，A符合题意。
B、小球的水平分速度 ，B符合题意。
C、小球经过b点的竖直分速度 ，根据速度的平行四边形定则可知，b点的速度 ，C符合题意。
D、根据 ，可推出抛出点到b点的运动时间为 ，而O到b的时间为0.2s，可知O点不是抛出点，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】本题考查的是平抛运动数据处理。题中给出的是平抛运动竖直方向和水平方向的位移，解题时根据平抛运动的位移规律：，入手可解决求运动时间、速度等问题。
13．【答案】（1）B；C；D
（2）10；1.5；2.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）AB、根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确；
C、小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确；
D、为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，故D正确；
E、本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故E错误。
故答案为：BCD。
（2）由图乙可知，在竖直方向上
根据
可得
故
小球平抛的初速度大小为
经过B点时的竖直分速度大小为
【分析】甲同学主要探究平抛运动中竖直方向上的运动特点，竖直方向做自由落体运动，运动时间只与高度有关，与质量无关。乙同学探究平抛运动的特点。根据平抛运动在竖直方向和水平方向的运动规律，结合图像进行数据处理。
14．【答案】（1）D
（2）1.00；；
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）A、为了保证小球做平抛运动，将斜槽的末端切线调成水平，故A正确，不符合题意；
B、将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行，能准确记录小球在竖直平面上的运动，故B正确，不符合题意；
C、小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放，能保证小球做平抛运动的初速度相同，故C正确，不符合题意；
D、斜槽轨道不需要光滑，只要从同一位置滑下小球就具有相同初速度，故D错误，符合题意。
故答案为：D。
（2）由题图乙可知A、B、C中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，均设为T，根据运动学公式有
解得
小球平抛的初速度大小
小球经过B点时竖直方向上的速度大小为
则经过B点的速度大小为
小球从抛出点运动到B点的时间
则抛出点的横坐标为
纵坐标
故小球抛出点的坐标为(-20，-20)
【分析】为了保证小球做平抛运动，将斜槽的末端切线调成水平，小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放，保证小球具有相同的初速度。小球在竖直方向做初速度为零的匀加速运动，连续相等时间内通过位移差相等，根据逐差法确定时间间隔。再根据平抛运动规律结合图像进行数据处理。
15．【答案】（1）不是；1.0
（2）2.2；10.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）根据平抛运动的特点可知小球从A到B的运动时间也为0.1s，由初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内的位移比为1：3：5：…可知A点不是抛出点； 由图可计算得出平抛运动的初速度为
（2）小球在B点的竖直分速度大小
在B点的速度为
由
可得
【分析】平抛运动的物体竖直方向做自由落体运动，根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内的位移比的关系确定A是否为起抛点。根据匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度确定B点竖直方向的速度。再根据平抛运动规律确定B点速度及加速度的大小。
16．【答案】（1）A；B；C
（2）2.0；2.8
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）A、要保证每次弹丸都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，故A正确；
B、为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸，故B正确；
C、为保证弹丸的初速度相同，每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸，故C正确；
D、第一次实验时，不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，故D错误。
故答案为：ABC。
（2）由竖直方向上是自由落体运动，得
解得点迹间的时间间隔为
弹丸离开弹射器的速度大小为
弹丸打到C点时的竖直方向速度分量大小为
弹丸打到C点时的速度大小为
【分析】为保证每次弹丸都做平抛运动且初速度相同，则必须确保弹射器水平放置及弹簧压缩至相同位置释放弹丸。再根据平抛运动规律进行数据处理。
17．【答案】（1）C；D
（2）2.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）改变球A被弹出时的速度和改变装置离地面的高度，两球仍然同时落地，可知两球在竖直方向的运动完全相同，即说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
故答案为：A。
（2）A、斜槽轨道不一定必须光滑，故A错误；
B、斜槽轨道末端必须水平，以保证小球能做平抛运动，故B错误；
C、应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始滚下，故C正确；
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，故D正确。
故答案为：CD。
（3）竖直方向根据
可得
则小球做平抛运动的初速度为
【分析】平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀速直线运动。为保证小球做平抛运动斜槽轨道末端必须水平，为保证小球做平抛运动的初速度相等，应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始滚下。根据平抛运动物体在水平和竖直方向是的运动特点结合图像进行数据处理。
18．【答案】匀速直线；平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】 让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。小球A做平抛运动，小球B做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动。当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。
故答案为：匀速直线运动； 平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动
【分析】 实验中，小球A做平抛运动，B球做匀速运动，若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动。
19．【答案】（1）4.50
（2）
（3）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）刻度尺读书要估读到分度尺的下一位，所以D=4.50cm；
（2）由平抛运动的公式
联立可解出
（3）排水量Q等于流速乘以管的横截面积公式如下
联立可解出
【分析】（1）利用刻度尺的分度值可以读出对应内直径的大小；
（2）利用平抛运动的位移公式可以求出水流速度的大小；
（3）利用水流速度和横截面积可以求出单位时间出水量的表达式。
20．【答案】（1）B；C；D
（2）0.04；0.6
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）A、探究平抛运动的特点实验中，需要小球运动轨迹大体落在纸面中间位置附近，小球初始位置越高，轨迹约偏上部，因此需要释放位置适中，故A错误；
B、实验中在描绘小球运动轨迹过程中，需要保证每次小球平抛运动的初速度相同，因此必须保证每次小球要从同一高度由静止释放，故B正确；
C、实验过程中，描绘的小球运动轨迹需保证在竖直面内，因此实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，故C正确；
D、小球在运动过程中，为了便于描绘小球的运动轨迹，需要靠近木板；但是要保证小球在运动过程中受到的阻力尽量小，因此不接触木板，故D正确。
故答案为：BCD。
（2）由方格纸上描绘的点迹可知，小球从A运动到B过程中，水平方向位移
竖直方向上位移
小球从B运动到C过程中，水平方向位移
竖直方向上位移
水平方向上是匀速直线运动，又因为
则两段所用时间
竖直方向上自由落体运动
代入数据得
小球水平方向上做匀速直线运动
【分析】探究平抛运动的特点实验中，需要小球运动轨迹大体落在纸面中间位置附近，小球初始位置适中，为保证每次小球平抛运动的初速度相同，因此必须保证每次小球要从同一高度由静止释放。根据图纸确定小球在连续相等时间内水平和竖直位移的大小，再根据平抛运动规律结合逐差法进行数据处理。
21．【答案】（1）C
（2）AD或DA
（3）2.5；（-L，L）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，故不需要天平、弹簧测力计、秒表，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
（2）A.为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，A符合题意；
BD.为描出平抛运动的曲线，需小球多次做初速度相同的平抛运动，为了保证小球平抛的初速度相同，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，B不符合题意，D符合题意；
C.本实验中不需要平衡摩擦力，C不符合题意。
故答案为：AD。
（3）小球做平抛运动，在竖直方向上，根据位移差公式
可得
解得
在水平方向上，有
可得小球抛出的初速度为
根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球经过B点时的竖直分速度
则小球经过B点时的速度
小球从抛出点到B点的时间
则抛出点到B点的水平距离
抛出点到B点的竖直距离
由于B点的坐标为（5L，5L），故抛出点的坐标为（-L，L）。
【分析】（1）根据实验原理，选择实验器材；（2）根据实验原理和注意事项分析各选项；（3）根据平抛的运动规律，由运动学公式求解。
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