5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习（含答案） 2023-2024学年高一下学期人教版（2019）物理必修第二册
文档属性
| 名称 | 5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习（含答案） 2023-2024学年高一下学期人教版（2019）物理必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-18 16:37:05 | ||
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文档简介
5.3实验：探究平抛运动的特点
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1. 平抛运动定义：平抛运动是指物体以一定的初速度沿水平方向抛出，在重力作用下所做的运动。这种运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
2. 实验目的：描绘平抛运动的轨迹，判断其轨迹是否为抛物线，并计算平抛运动的初速度。
3. 实验原理：平抛物体的运动可以看做是由两个分运动合成的，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
4. 实验器材：通常包括斜槽轨道、小钢球、木板、坐标纸、图钉、重锤、直尺、三角板、铅笔等。
5. 实验步骤：首先安装斜槽轨道，使其末端保持水平。然后固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行。接下来进行实验，记录小球的运动轨迹，最后根据记录的数据进行分析和计算。
6. 数据处理：通过测量轨迹曲线上某一点的坐标x和y，可以利用公式x = v0t和y = 1/2gt2来计算初速度v0。其中，x是水平位移，y是竖直位移，v0是初速度，g是重力加速度，t是时间。
一、单选题
1．如图所示，用平抛竖落仪做演示实验，a小球做平抛运动的同时b小球做自由落体运动，对这个实验观察到的现象和结论，下列描述正确的是（ ）
A．两小球同时到达地面，说明a小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动
B．两小球同时到达地面，说明a小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动
C．b小球先到达地面，说明运动路程越长，时间越长
D．a小球初速度越大在空中运动时间越长
2．由静止开始下落的雨滴，在着地前遇到水平方向吹来的风，则 （ ）
A．雨滴做平抛运动 B．风速越大，雨滴下落时间越长
C．风速越大，雨滴着地速度越大 D．雨滴着地速度与风速无关
3．如图，树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，在子弹出枪口的瞬间，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠能逃脱厄运不被击中的是（树枝足够高）（ ）
①自由落下 ③迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝
②竖直上跳 ④背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝
A．① B．③ C．② D．④
4．一架飞机在高空中由东向西沿水平方向做匀速飞行，飞机每隔相同时间空投一个物体，共连续空投了6个物体（不计空气阻力）。下图是从地面某时刻观察到的6个空投物体的位置，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．关于平抛运动的说法正确的是( )
A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．平抛运动在t时刻速度的方向与t时间内位移的方向相同
C．平抛运动物体在空中运动的时间随初速度的增大而增大
D．若平抛物体运动的时间足够长，则速度方向最终会竖直向下
6．在“研究平抛运动“的实验中，如图所示，用小锤打击弹性金属片，在忽略空气阻力的情况下，A球水平飞出，同时B球被松开做自由落体运动，改变小锤的打击力度，做平抛运动的A球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。两球总能同时落到地面，则根据A球的运动规律（ ）
A．不能说明上述规律中的任何一条 B．能同时说明上述两条规律
C．只能说明上述规律中的第①条 D．只能说明上述规律中的第②条
7．用如图所示的演示器研究平抛运动，小球击打弹性金属片C，使A球沿水平方向飞出做平抛运动；与此同时，B球松开做自由落体运动。实验观察到的现象是（ ）
A．A球先落地
B．B球先落地
C．A、B两球同时落地
D．增大实验装置离地面的高度，重复上述实验，B球将先落地
8．关于力和运动的关系，以下说法中正确的是（ ）
A．物体做曲线运动时，其加速度一定改变
B．物体做曲线运动时，其加速度一定不为零
C．物体在变力作用下运动，其速度方向一定改变
D．物体在恒力作用下运动，其速度方向一定改变
9．决定一个做平抛运动的物体在空中运动时间的因素是（ ）
A．抛出时的初速度 B．抛出时的竖直高度
C．抛出时的竖直高度与初速度 D．以上均不正确
10．某学习小组利用手机的频闪功能，成功记录了两小球的运动情况。实验中两个小球同时开始运动，甲小球由静止释放，乙小球水平抛出。小组成员从手机照片中看到，同一时刻两小球处于同一高度，这最直接说明了（ ）
A．平抛运动在水平方向上的运动是匀速直线运动
B．平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动
C．平抛运动是匀变速运动
D．平抛运动是曲线运动
二、多选题
11．关于平抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．是匀变速曲线运动
B．是变速运动
C．任意两段时间内速度变化量的方向相同
D．任意相等时间内的速度变化量相同
12．关于平抛运动，下列说法中错误的是( )
A．是匀变速运动
B．任意两段时间内速度变化方向相同
C．是变加速运动
D．任意两段时间内速度变化大小相等
13．关于曲线运动，下法正确的是（ ）
A．物体之所以做曲线运动，是由于物体受到变力的作用
B．物体只有受到一个方向不断改变的力，才可能做曲线运动
C．物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，做曲线运动
D．平抛运动是一种匀变速曲线运动
14．如图所示，某同学将一小球水平抛出，最后球落在了正前方小桶的左侧，不计空气阻力。为了能将小球抛进桶中，他不可采取的办法是（ ）
A．保持抛出点高度不变，减小初速度大小
B．保持抛出点高度不变，增大初速度大小
C．保持初速度大小不变，降低抛出点高度
D．减小初速度大小，同时降低抛出点高度
15．关于下列各图的说法中，正确的是（ ）
A．图甲中，汽车速度计显示的“”是瞬时速度
B．图乙中，桨往后划水，龙舟向前加速运动，说明水对桨的力大于桨对水的力
C．图丙中，静止在光滑水平地面上的两个足球相互间由于接触而产生弹力
D．图丁中，小锤用不同的力击打弹性金属片，A、B两球总是同时落地
三、填空题
16．“物体做平抛运动时，在空中运动的时间只由下落的高度决定”，这一结论的得出，采用的物理方法是 。（选填“用物理量之比定义新的物理量”或“选用合适的关系式，抓住不变量分析变量”）
17．平抛运动的两个分运动分别是：水平方向的 运动，和竖直方向的 运动，这两个分运动的时间 。（填“相等”或“不相等”）
18．用如图所示的装置研究平抛物体的运动规律，击打弹片时，A做平抛运动，B做自由落体。经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是 。
以A的抛出点做为坐标原点，建立直角坐标系，如图所示，设从，从，从的时间分别是、、，则这三个时间 （选填“相等”或“不相等”）。
19．平抛运动的规律。
①水平方向：不受力，为 运动；
②竖直方向：只受重力，为 运动；
20．在“研究小球做平抛运动”的实验中：如图甲所示的实验中，观察到、两球同时落地，说明 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明 。
四、实验题
21．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“先后”）落地；
(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间 （填“变长”“不变”或“变短”）；
(3)上述现象说明：平抛运动的时间与 大小无关，平抛运动的竖直分运动是 运动；
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合试验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为 m/s。
五、解答题
22．活动1：如果玻璃管沿水平方向匀速运动，蜡块实际的运动会怎么样？
活动2：如果玻璃管沿水平方向做加速运动，蜡块的运动又会怎么样？
活动3：怎么求蜡块经过一段时间后的位移和速度？
23．水平匀速飞行的飞机上连续投下一系列物体，站在地面上的人看到的情景是否如图所示？飞机上的人看到的又是怎样的情景？
24．活动：图中反映的是小船靠岸时的情况，说一说小船B靠岸时合运动是哪个？分运动是哪个？
思考：我们如何确定分运动与和运动呢？
25．直升飞机在空中水平匀速飞行，向地面投放物资。地面水平，飞机每隔相等时间释放一袋物资，忽略空气阻力，请分析：
(1)若准备释放第5袋时，第1袋物资刚要落地，则前4袋物资未落地前，在空中连成的线呈什么形状？为什么？
(2)物资落地点间的间距有什么特点？
26．如图所示，这是喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：
（1）已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是初速度为0的匀加速直线运动；
（2）若g取10 m/s2，试求水流喷出的速度。
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．B
5．A
6．D
7．C
8．B
9．B
10．B
11．ABCD
12．CD
13．CD
14．ACD
15．AD
16．选用合适的关系式，抓住不变量分析变量
17． 匀速直线 自由落体（初速度为零的匀加速直线运动也可） 相等
18． 平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动 相等
19． 匀速直线 自由落体
20． 平抛运动竖直方向是自由落体运动 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
21． 同时 不变 初速度 自由落体 1.5
22．见详解
23．见解析
24．小船B靠岸时水平向左的运动为合运动，沿绳子向上的运动和垂直于绳子向下的运动为分运动；如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就叫做那几个运动的合运动，那几个运动叫做这个实际运动的分运动
25．(1)直线，见解析；(2)见解析
26．（1）见解析；（2）0.447 m/s
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1. 平抛运动定义：平抛运动是指物体以一定的初速度沿水平方向抛出，在重力作用下所做的运动。这种运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
2. 实验目的：描绘平抛运动的轨迹，判断其轨迹是否为抛物线，并计算平抛运动的初速度。
3. 实验原理：平抛物体的运动可以看做是由两个分运动合成的，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
4. 实验器材：通常包括斜槽轨道、小钢球、木板、坐标纸、图钉、重锤、直尺、三角板、铅笔等。
5. 实验步骤：首先安装斜槽轨道，使其末端保持水平。然后固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行。接下来进行实验，记录小球的运动轨迹，最后根据记录的数据进行分析和计算。
6. 数据处理：通过测量轨迹曲线上某一点的坐标x和y，可以利用公式x = v0t和y = 1/2gt2来计算初速度v0。其中，x是水平位移，y是竖直位移，v0是初速度，g是重力加速度，t是时间。
一、单选题
1．如图所示，用平抛竖落仪做演示实验，a小球做平抛运动的同时b小球做自由落体运动，对这个实验观察到的现象和结论，下列描述正确的是（ ）
A．两小球同时到达地面，说明a小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动
B．两小球同时到达地面，说明a小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动
C．b小球先到达地面，说明运动路程越长，时间越长
D．a小球初速度越大在空中运动时间越长
2．由静止开始下落的雨滴，在着地前遇到水平方向吹来的风，则 （ ）
A．雨滴做平抛运动 B．风速越大，雨滴下落时间越长
C．风速越大，雨滴着地速度越大 D．雨滴着地速度与风速无关
3．如图，树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，在子弹出枪口的瞬间，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠能逃脱厄运不被击中的是（树枝足够高）（ ）
①自由落下 ③迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝
②竖直上跳 ④背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝
A．① B．③ C．② D．④
4．一架飞机在高空中由东向西沿水平方向做匀速飞行，飞机每隔相同时间空投一个物体，共连续空投了6个物体（不计空气阻力）。下图是从地面某时刻观察到的6个空投物体的位置，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．关于平抛运动的说法正确的是( )
A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．平抛运动在t时刻速度的方向与t时间内位移的方向相同
C．平抛运动物体在空中运动的时间随初速度的增大而增大
D．若平抛物体运动的时间足够长，则速度方向最终会竖直向下
6．在“研究平抛运动“的实验中，如图所示，用小锤打击弹性金属片，在忽略空气阻力的情况下，A球水平飞出，同时B球被松开做自由落体运动，改变小锤的打击力度，做平抛运动的A球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。两球总能同时落到地面，则根据A球的运动规律（ ）
A．不能说明上述规律中的任何一条 B．能同时说明上述两条规律
C．只能说明上述规律中的第①条 D．只能说明上述规律中的第②条
7．用如图所示的演示器研究平抛运动，小球击打弹性金属片C，使A球沿水平方向飞出做平抛运动；与此同时，B球松开做自由落体运动。实验观察到的现象是（ ）
A．A球先落地
B．B球先落地
C．A、B两球同时落地
D．增大实验装置离地面的高度，重复上述实验，B球将先落地
8．关于力和运动的关系，以下说法中正确的是（ ）
A．物体做曲线运动时，其加速度一定改变
B．物体做曲线运动时，其加速度一定不为零
C．物体在变力作用下运动，其速度方向一定改变
D．物体在恒力作用下运动，其速度方向一定改变
9．决定一个做平抛运动的物体在空中运动时间的因素是（ ）
A．抛出时的初速度 B．抛出时的竖直高度
C．抛出时的竖直高度与初速度 D．以上均不正确
10．某学习小组利用手机的频闪功能，成功记录了两小球的运动情况。实验中两个小球同时开始运动，甲小球由静止释放，乙小球水平抛出。小组成员从手机照片中看到，同一时刻两小球处于同一高度，这最直接说明了（ ）
A．平抛运动在水平方向上的运动是匀速直线运动
B．平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动
C．平抛运动是匀变速运动
D．平抛运动是曲线运动
二、多选题
11．关于平抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．是匀变速曲线运动
B．是变速运动
C．任意两段时间内速度变化量的方向相同
D．任意相等时间内的速度变化量相同
12．关于平抛运动，下列说法中错误的是( )
A．是匀变速运动
B．任意两段时间内速度变化方向相同
C．是变加速运动
D．任意两段时间内速度变化大小相等
13．关于曲线运动，下法正确的是（ ）
A．物体之所以做曲线运动，是由于物体受到变力的作用
B．物体只有受到一个方向不断改变的力，才可能做曲线运动
C．物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，做曲线运动
D．平抛运动是一种匀变速曲线运动
14．如图所示，某同学将一小球水平抛出，最后球落在了正前方小桶的左侧，不计空气阻力。为了能将小球抛进桶中，他不可采取的办法是（ ）
A．保持抛出点高度不变，减小初速度大小
B．保持抛出点高度不变，增大初速度大小
C．保持初速度大小不变，降低抛出点高度
D．减小初速度大小，同时降低抛出点高度
15．关于下列各图的说法中，正确的是（ ）
A．图甲中，汽车速度计显示的“”是瞬时速度
B．图乙中，桨往后划水，龙舟向前加速运动，说明水对桨的力大于桨对水的力
C．图丙中，静止在光滑水平地面上的两个足球相互间由于接触而产生弹力
D．图丁中，小锤用不同的力击打弹性金属片，A、B两球总是同时落地
三、填空题
16．“物体做平抛运动时，在空中运动的时间只由下落的高度决定”，这一结论的得出，采用的物理方法是 。（选填“用物理量之比定义新的物理量”或“选用合适的关系式，抓住不变量分析变量”）
17．平抛运动的两个分运动分别是：水平方向的 运动，和竖直方向的 运动，这两个分运动的时间 。（填“相等”或“不相等”）
18．用如图所示的装置研究平抛物体的运动规律，击打弹片时，A做平抛运动，B做自由落体。经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是 。
以A的抛出点做为坐标原点，建立直角坐标系，如图所示，设从，从，从的时间分别是、、，则这三个时间 （选填“相等”或“不相等”）。
19．平抛运动的规律。
①水平方向：不受力，为 运动；
②竖直方向：只受重力，为 运动；
20．在“研究小球做平抛运动”的实验中：如图甲所示的实验中，观察到、两球同时落地，说明 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明 。
四、实验题
21．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“先后”）落地；
(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间 （填“变长”“不变”或“变短”）；
(3)上述现象说明：平抛运动的时间与 大小无关，平抛运动的竖直分运动是 运动；
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合试验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为 m/s。
五、解答题
22．活动1：如果玻璃管沿水平方向匀速运动，蜡块实际的运动会怎么样？
活动2：如果玻璃管沿水平方向做加速运动，蜡块的运动又会怎么样？
活动3：怎么求蜡块经过一段时间后的位移和速度？
23．水平匀速飞行的飞机上连续投下一系列物体，站在地面上的人看到的情景是否如图所示？飞机上的人看到的又是怎样的情景？
24．活动：图中反映的是小船靠岸时的情况，说一说小船B靠岸时合运动是哪个？分运动是哪个？
思考：我们如何确定分运动与和运动呢？
25．直升飞机在空中水平匀速飞行，向地面投放物资。地面水平，飞机每隔相等时间释放一袋物资，忽略空气阻力，请分析：
(1)若准备释放第5袋时，第1袋物资刚要落地，则前4袋物资未落地前，在空中连成的线呈什么形状？为什么？
(2)物资落地点间的间距有什么特点？
26．如图所示，这是喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：
（1）已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是初速度为0的匀加速直线运动；
（2）若g取10 m/s2，试求水流喷出的速度。
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．B
5．A
6．D
7．C
8．B
9．B
10．B
11．ABCD
12．CD
13．CD
14．ACD
15．AD
16．选用合适的关系式，抓住不变量分析变量
17． 匀速直线 自由落体（初速度为零的匀加速直线运动也可） 相等
18． 平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动 相等
19． 匀速直线 自由落体
20． 平抛运动竖直方向是自由落体运动 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
21． 同时 不变 初速度 自由落体 1.5
22．见详解
23．见解析
24．小船B靠岸时水平向左的运动为合运动，沿绳子向上的运动和垂直于绳子向下的运动为分运动；如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就叫做那几个运动的合运动，那几个运动叫做这个实际运动的分运动
25．(1)直线，见解析；(2)见解析
26．（1）见解析；（2）0.447 m/s