5.3实验：探究平抛运动的特点 同步练习word版含解析

第3节实验：探究平抛运动的特点
一、多选题
1．关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）
A．做平抛运动的物体不受任何外力的作用
B．平抛运动是曲线运动，不可能是匀变速运动
C．做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动
D．物体做平抛运动的落地时间与初速度的大小无关
2．在做平抛实验时，如图所示，让小球多次沿同一轨道运动，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可以不同
C．每次释放小球的位置必须相同
D．用铅笔记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
3．在进行飞镖训练时，打飞镖的靶上共标有10环，且第10环的半径最小，为1cm，第9环的半径为2cm，以此类推，若靶的半径为10cm，当人离靶的距离为5m，将飞镖对准10环中心以水平速度v投出时，不计空气阻力，m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．当m/s时，飞镖将射中第8环线以内
B．当m/s时，飞镖将射中第6环线以内
C．若要击中第10环，飞镖的速度v至少应为m/s
D．若要击中靶子，飞镖的速度v至少应为m/s
4．在图示的装置中，有两个相同的处在同一竖直面内的弧形轨道M、N，其底端切线水平，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，实验时，使P、Q两小球同时释放，则下列说法正确的是（　　）
A．两小球总会相遇
B．轨道M越高，小球P落到平板上时竖直方向的速度就越大，但两小球仍然会相遇
C．只有把轨道M调整到适当的高度，两小球才会相遇
D．两小球在轨道出口处的水平初速度即使不相等，两小球也会相遇
二、单选题
5．一架飞机水平地匀速飞行，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（　　）
A．在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的
B．在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是不等间距的
C．在空中任何时刻总是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．在空中任何时刻总是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
6．在“研究平抛运动”的实验中，通过描点画出平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点，测量它们的横坐标和纵坐标，图中图像能说明小球运动轨迹为抛物线的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．在如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，做自由落体运动。小明为证实平抛运动的小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动、水平方向上的分运动是匀速直线运动，改变小锤击打弹性金属片的力度、装置距离水平地面的高度，下列说法正确的是（　　）
A．仅改变击打力度可以得到A球在水平方向上的运动特点
B．仅改变装置高度可以得到A球在水平方向上的运动特点
C．仅改变击打力度可以得到A球在竖直方向上的运动特点
D．分别改变击打力度和装置高度，可以得到A球竖直方向上的运动特点
8．在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度水平向右抛出，同时在M点右方地面上N点处，将S2球以初速度斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中（　　）
A．初速度大小关系为
B．速度变化量相等
C．水平位移相同
D．都不是匀变速运动
9．将物体以一定的初速度水平抛出，不计空气阻力，经过时间，其速度方向与水平方向夹角为37°，再经过时间，其速度方向与水平方向夹角为53°，已知，，则为（
）
A．9：7
B．7：9
C．16∶9
D．9∶16
10．如图所示，在我国空军某部一次军事演习中，一架国产轰炸机进行投弹训练，飞机以恒定速度向竖直峭壁水平飞行，先释放炸弹甲，飞行时间T后再释放炸弹乙。已知炸弹甲和乙均击中在竖直峭壁上的目标，击中点间距为。不计空气阻力，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（
）
A．炸弹甲击中目标时间后炸弹乙才击中目标
B．炸弹甲和炸弹乙同时击中目标
C．炸弹甲从离开飞机到击中竖直峭壁的时间
D．炸弹乙从离开飞机到击中竖直峭壁的时间
三、填空题
11．某同学在做“探究平抛运动的规律”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为小球运动一段时间后的位置，根据图所示，求出小球做平抛运动的初速度为________
m/s.(g取10
m/s2)
12．在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重锤线y的方向，但忘记了平抛的初位置，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A、B两点，量出它们到y轴的距离，AA’=x1，BB’=x2，以及AB的竖直距离h，用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为______
四、实验题
13．某同学为了省去图中的水平木板，把实验方案作了改变。他把桌子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上，从而记录钢球的落点。改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据。如果采用这种方案，应该收集哪些数据并如何处理这些数据？
14．某同学采用频闪照相法拍摄到小球做平抛运动的照片如图所示，图中每个小方格的边长，则由图可求得拍摄时每________曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为_____。（取，结果保留2位有效数字）
15．某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。
①为了正确完成实验，以下做法必要的是________。
A．实验时应保持桌面水平
B．每次应使钢球从静止开始释放
C．使斜面的底边ab与桌边重合
D．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为、、，示意如图2。重力加速度，钢球平抛的初速度为________m/s。
③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是________。
五、解答题
16．取两个形状、大小尽量相同的山楂A、B，将山楂B夹在拇指与弯曲的食指之间，山楂A放在中指上，使两山楂尽量处于同一高度，如图所示。用食指弹击放在中指上的山楂A，山楂A沿水平方向抛出，山楂B同时被释放自由下落。它们是否会同时落地？动手做一做，看看与你的判断是否相同，并说明其中的道理。
17．为了探究做平抛运动的物体在竖直方向的运动规律，某同学设计了下面一个实验。如图所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球，小球在运动过程中便在木板上留下影子。如图是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中的位置以及在木板上留下的影子的位置。现测得A、B、C、D四点到O点的距离分别为5.0cm、19.8cm、44.0cm、78.6cm。试根据影子的运动情况讨论小球在竖直方向上的运动情况。（已知照相机的闪光频率为10Hz）
试卷第2页，总2页
试卷第1页，总3页
参考答案
1．CD
【详解】
AB．平抛运动的物体只受重力的作用，加速度为g，是匀变速曲运动，故AB错误；
C．平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，故C正确；
D．根据
解得
知物体做平抛运动的落地时间由高度决定，与初速度的大小无关，故D正确。
故选CD。
2．AC
【详解】
A．通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确；
B．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误，C正确；
D．因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故D错误。
故选AC。
3．BCD
【详解】
AB．当时，飞镖运动的时间
则飞镖在竖直方向上的位移
将射中第6环线，所以当时，飞镖将射中第6环线以内，故A错误，B正确；
C．若刚好击中第10环线，下降的高度为0.01m，根据
解得
则最小初速度
故C正确；
D．若要击中靶子，飞镖下降的最大高度为0.1m，根据
解得
则最小初速度
故D正确。
故选BCD。
4．AB
【详解】
ABC．小球竖直方向上的匀加速直线运动并不影响水平方向上的匀速直线运动，水平方向的分运动和竖直方向的分运动是各自独立进行的。轨道M越高，小球P落到平板上所用的时间就越长，落到平板上时竖直方向的分速度就越大，但小球P在水平方向的分速度没有受影响，两个小球的水平速度仍然相等，所以两小球仍然会相遇。选项AB正确，C错误。
D．如果两小球在轨道出口处的水平初速度不相等，速度小的球在水平方向就会落后于速度大的球，两小球就不会相遇了，选项D错误。
故选AB。
5．C
【详解】
AB．飞机水平地匀速飞行，小球被释放后由于惯性，水平方向上保持与飞机相同的速度而做平抛运动。因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以释放的小球在落地前都在飞机的正下方，即在飞机的正下方排成竖直的直线，AB错误；
CD．由于高度相等，每个小球落地的时间相等，因为每隔1s释放一个，落地时在水平方向上两小球的间隔为
v相等、相等，则相等，所以落地点是等间距的，D错误，C正确。
故选C。
6．C
【详解】
设轨迹是一条抛物线，由于以平抛起点为坐标原点，故各点的纵坐标与横坐标应满足
其中是常量，根据数学知识可知图像是一条过原点的倾斜直线。
故选C。
7．D
【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D正确，ABC错误。
故选D。
8．B
【详解】
A．设球的速度与水平方向夹角为，由于两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，说明它们的水平位移大小相等，又由于运动的时间相同，所以它们在水平方向上的速度相等，即，所以，选项A错误；
B．由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，所以它们速度的变化量相等，选项B正确；
C．在水平方向上，它们的运动方向相反，位移方向也相反，所以位移不相同，选项C错误；
D．由于两个球都只受到重力的作用，如速度都是重力加速度，加速度恒定，是匀变速运动，选项D错误。
故选B。
9．A
【详解】
设初速度为，则
解得
，
且
解得
则
则
故选：A。
10．B
【详解】
AB．因为飞机做匀速运动，炸弹甲和乙水平方向相对静止，所以炸弹甲和炸弹乙同时击中目标，故B正确A错误；
CD．炸弹乙从离开飞机到击中竖直峭壁的时间为，则炸弹甲从离开飞机到击中竖直峭壁的时间
依题意有
解得
，
故CD错误。
故选：B。
11．2.0
【详解】
根据得
则小球平抛运动的初速度为
12．
【详解】
水平方向小球做匀速直线运动，则由初始点O到A过程有
x1=v0t0
由初始点O到B过程
x2=v0t
竖直方向做自由落体运动，则有
h=gt2-gt02
联立得
13．见解析
【详解】
需要收集的数据为小球下落的高度h和水平方向运动的位移x；在竖直方向由于做自由落体运动，根据求得下落时间t，在水平方向，根据x=vt求得速度，求得不同落点时水平方向的速度，比较大小。
14．
0.71
【详解】
[1][2]由题图可知竖直方向的位移之比为1：2：3，则左上角的点并不是抛出点，因为小球在水平方向的分运动为匀速直线运动，在竖直方向的分运动为自由落体运动，所以在竖直方向上有
即
解得
在水平方向上有
解得
15．AB
2
方便调整木板保持在竖直平面上
【详解】
①[1]A．实验过程中要保证钢球水平抛出，所以要保持桌面水平，故A正确；
B．为保证钢球抛出时速度相同，每次应使钢球从同一位置静止释放，故B正确；
CD．实验只要每次钢球抛出时速度相同即可，斜面底边ab与桌面是否重合和钢球与斜面间的摩擦力大小对于每次抛出的速度无影响，故C错误，D错误。
故选AB。
②[2]
每次将木板向远离桌子的方向移动，则在白纸上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等，刚球抛出后在竖直方向做自由落体运动，根据可知相邻两点的时间间隔为
刚球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球初速度为
③[3]悬挂铅垂线的目的是方便调整木板保持在竖直平面上。
16．见解析
【详解】
由题意可知，山楂A被弹出后做平抛运动，山楂B同时做自由落体运动，两者在竖直方向的运动相同，均为自由落体运动，则两个山楂将同时落地。
17．见解析
【详解】
照相机的闪光周期
影子在连续时间间隔内的位移分别为
根据逐差法可得
所以影子运动的加速度
加速度约等于重力加速度，可见小球在竖直方向的运动为自由落体运动。
答案第8页，总8页
答案第7页，总8页