鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 平抛运动同步训练题

2.3探究平抛运动实验练习

一、实验题

1．某同学利用如图所示的实验装置，进行“研究平抛运动的特点”实验。

(1)实验需要用到的测量工具有_____；

A．秒表    B．打点计时器

C．刻度尺    D．天平

(2)实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测的数据有_____；

A．小球开始滚下的高度

B．小球在空中飞行的时间

C．运动轨迹上某点P的水平坐标

D．运动轨迹上某点P的竖直坐标

(3)下列哪些因素会使实验的误差增大______________；

A．小球与斜槽之间有摩擦

B．安装斜槽时其末端不水平

C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点

D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离点O较远

(4)实验中，记录了如图所示的一段轨迹ABC。已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为______m/s，物体经过B点时的速度vB的大小为____________m/s。（取）

2．在做“研究平抛物体的运动”实验时，有如下实验要求与实验操作：

（1）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由静止滑下

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端的切线要水平

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

（2）在分组《研究平抛运动》实验中，用一张印有小方格的纸记录小球运动轨迹，小方格边长L=2.5cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示，取g=10m/s2，则小球由A到B位置的时间间隔为______ s，平抛的初速度大小为______ m/s，在B位置时的速度大小为______  m/s．

3．“研究平抛物体运动”的实验装置图如图甲所示，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．

（1）下列做法合理的有____________．

A．安装斜槽轨道，使其末端水平

B．每次小球释放的初始位置可以任意选择

C．每次小球应从同一高度由静止释放

D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，下面y－x2图像中能说明小球运动轨迹为抛物线的是___________．

（3）图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取两个点A和B，测得A、B两点竖直坐标分别为y1=5.0 cm，y2=20.0 cm，A、B两点水平间距Δx=20 cm，g取10m/s2，则平抛小球的初速度为_______m/s，小球在B点的速度为_______m/s．（结果均保留两位有效数字）

4．某同学在做“测量平抛运动初速度”的实验研究时，实验简要步骤如下：

(1)按实验要求安装好器材，如图甲所示。注意斜槽末端切线要____，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线。

(2)让小球多次从同一位置静止释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图乙中A、B、C所示。

(3)取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹。

(4)已知图中每个方格边长为，重力加速度g取，则小球从A到B的运动时间是__s，小球做平抛运动的初速度是____。

5．在“研究平抛运动”的实验中，采用图1所示的实验装置，其简图如图2所示，水平抛出的小球落入接球槽中，通过复写纸在白纸上留下痕点。

（1）下列说法正确的是__________（多选）

A．小球运动时可以与竖直板相接触

B．固定斜槽时，必须保证斜槽末端切线水平

C．在研究一条运动轨迹时，小球每次都要从同一位置由静止开始释放

D．为了准确地描出小球运动的轨迹，必须用光滑曲线把所有的点连接起来

（2）实验中小球碰到接球槽会在复写纸下面的白纸上留下相近的两个点（如图3所示），应该取__________（选填“左边”或“右边”）的点进行测量；

（3）图4是实验中小球从斜槽上不同位置下落获得的两条轨迹，图线①所对应的平抛运动的初速度__________（选填“较小”或“较大”），图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置__________（选填“较低”或“较高”）。

6．甲同学采用频闪照相法研究平抛运动．图为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分，小方格的边长为5cm，则A、B两点之间的时间间隔是_______s ，小球的初速度大小为 ______ m/s，小球在B点时的瞬时速度大小为 ______ m/s,以A点为坐标原点，建立直角坐标系，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则抛出点的坐标为__________________．（g=10m/s2）

7．“探究平抛运动的特点”实验有以下几步。

(1)用如图所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点：

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，自由下落，做自由落体运动，下列说法中正确的是___和___；

A．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响

B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小

C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动

D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点

(2)用如图所示平抛仪装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法，其中不合理的选项有______和______。

A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动

B．将坐标纸上竖线与重垂线平行

C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点

D．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放

E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置

F．将坐标纸上确定的点用直线依次连接

8．图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______和______。

a.安装斜槽轨道，使其末端切线保持水平

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球必须从同一位置由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

(2)图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取两点A、B，测得A、B两点纵坐标y1＝5.0 cm，y2＝45.0 cm，A、B两点水平间距Δx＝40.0 cm。则平抛小球的初速度大小为________ m/s。（g取10 m/s2）

9．物理实验小组采用如左图所示的装置研究平抛物体的运动。

(1)研究平抛运动，下面哪些做法可以减小实验误差（____）

A．使用密度大、体积小的钢球

B．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦

C．实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下

D．使斜槽末端的切线保持水平

(2)某同学在实验中只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离x相等的三个点A、B、C，量得x=0.2m，又量出它们之间的竖直距离分别为hAB=0.1m，hBC=0.2m。，利用这些数据，可以知道物体抛出时的初速度为_____ m/s，经过B时的竖直分速度为______ m/s，以及抛出点应在A点上方高度为_____ m处（g=10m/s2）。

10．如图所示为“研究平抛物体的运动”实验：

(1)在该实验中，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释放

D．将描出的点用刻度尺连成折线

(2)如图所示为实验中用方格纸记录了小球的运动轨迹，a、b、c为轨迹上的三点，小方格的边长为L=5cm，重力加速度为g=10m/s2，则小球作平抛运动的初速度大小v0=_______，经b点时速度大小vb=_______。

11．如图所示为某次实验中一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm。如果取g=10 m/s2，那么：

①闪光频率是 ___________Hz

②小球平抛时的初速度的大小是___________m/s

③小球经过B点的速度大小是___________m/s

参考答案

1．C    CD    BC    1.67m/s    2.08m/s   

【详解】

(1)[1]在做“研究平抛物体的运动”实验时，下列器材中还需要刻度尺来确定长度，时间可以根据竖直高度求出，不需要秒表和打点计时器，对于质量在等式两边可以相约去，因此也不需要天平。故C正确，ABD错误。

故选C。

(2)[2]要求初速度，则需知道小球从原点到某时刻的水平位移x，及从原点到该时刻的竖直位移y，即运动轨迹上某点P的水平坐标和竖直坐标。竖直方向做自由落体运动，有

解得

水平方向做匀速运动，则有

故为了求平抛物体的初速度，需直接测量的数据有运动轨迹上某点P的水平坐标和运动轨迹上某点P的竖直坐标。所以CD正确，AB错误。

故选CD。

(3)[3]A．小球与斜槽之间有摩擦力不影响实验的误差，只要保证小球从同一位置由静止释放，使得平抛运动的初速度相同，故A错误；

B．安装斜槽时末端不水平，会导致初速度不水平，使得误差增大，故B正确；

C．建立坐标系时，应该以小球在斜槽末端在竖直板上球心的投影为坐标原点，以末端端口位置为坐标原点使得误差增大，故C正确；

D．为了减小测量的误差，在曲线上所取的计算点离原点远一些。所以不会增大误差，故D错误。

故选BC。

(4)[4]根据

得

则初速度

[5]B点在竖直方向上分速度

则B点的速度为

2．ACD    0.05    1.0    1.25   

【分析】

（1）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，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，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．
（2）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，根据竖直方向上相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移求出初速度，根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点竖直分速度，从而求出B点速度．

【详解】

（1）[1]．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A正确．小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度，不影响实验．故B错误．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C正确．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，最后轨迹应连成平滑的曲线，不是要把所有点的连接起来．故D正确，E错误．故选ACD．
（2）[2]．竖直方向上相等时间内的位移之差△y=2L-L=0.025m，
根据△y=gT2得，相等的时间间隔

T=＝0.05s

[3]．水平方向：

[4]．B位置竖直方向速度

，

则B点的速度

．

【点睛】

解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解．

3．AC    C    2.0    2.8   

【详解】

(1)[1]A．为了保证小球的初速度水平，安装斜槽轨道时，斜槽末端必须保持水平，故A正确；

BC．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球从斜槽的同一位置由静止释放，故B错误，C正确；

D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点要用平滑曲线连接，故D错误。

故选AC。

(2)[2]根据平抛运动的规律有：得

可知y与x2的图线是过原点的倾斜直线，故选C。

(3)[3]根据得

根据得

则小球平抛运动的初速度

[4]B点竖直方向的速度为

所以B点速度为

4．水平    0.1    1.96   

【详解】

(1)[1]为了保证小球做平抛运动，则注意斜槽末端切线要水平；

(2)[2]根据可得

[3]小球做平抛运动的初速度是

5．BC    左边    较大    较低   

【详解】

（1）[1]A．若小球运动中与竖直挡板接触，会增加摩擦力，从而导致小球不是平抛运动，故A错误；

B．为了使小球离开斜槽末端时速度水平从而能平抛，则斜槽末端切线水平，故B正确；

C．为了描绘同一个平抛运动的轨迹，必须使小球多次从斜槽末端飞出的初速度大小相同，则要从同一位置由静止开始释放，故C正确；

D．准确地描出小球运动的轨迹时用光滑的曲线把大多数点连接起来，舍去误差大的点；故D错误；

故选BC。

（2）[2]接球槽上的两个点迹，左边是平抛的落点，右边的点是反弹后留下的点，故应该取左侧的点测量更准确；

（3）[3][4]两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，则平抛的时间相同，由可知，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下获得较大初速度，则图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置较低。

6．0.1    1.5    2.5    (-15cm,-5cm)   

【解析】

【详解】

小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差公式可得，解得，B点为竖直位移AC的中间时刻，故，小球在水平方向上做匀速直线运动，故平抛初速度；所以小球在B点的瞬时速度为；从抛出点到B的时间为；从抛出点到B点的水平位移为；故从抛出点到B点的竖直位移为；因AB的水平位移为，而竖直位移为，所以，抛出点坐标为：（-15cm，-5cm）

【点睛】

平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动．利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用公式和就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度．

7．B    C    D    F   

【详解】

(1)[1][2]A．实验中为了减小空气阻力影响，两球尽量选择密度大，体积小的金属球，故A错误；

B．平抛运动在竖直方向为自由落体运动，则有得

则改变小球距地面的高度，可改变两球在空中的运动时间，改变小锤击打的力度则可改变A球的水平初速度大小，故B正确；

C．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A球在竖直方向是自由落体运动，故C正确；

D．通过该实验装置不能研究平抛运动的水平分运动特点，故D错误。

故选BC；

(2)[3][4]A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，则说明斜槽末端水平，故A正确；

B．应使坐标纸上竖线与重垂线平行，这样在确定坐标轴和长度的测量更方便、准确，故B正确；

C．小球对应的球心位置为平抛运动的坐标原点位置，故C正确；

D．为了研究同一平抛运动，不能改变挡片P的位置，使小球从斜槽上同一位置释放，故D错误；

E．为了得到平抛运动水平位移，应不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置，故E正确；

F．将球的位置标在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接得到平抛运动的轨迹，故F错误。

由于选不正确的，故选DF。

8．a    c    2.0   

【详解】

（1）[1][2]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；
bc、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、用描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故d错误。

故选ac。

（2）[3]测得A、B两点竖直坐标=5cm，=45cm，A、B两点水平间距，
根据平抛运动的处理方法，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，
所以

水平方向的速度，即平抛小球的初速度为

联立代入数据解得

9．ACD    2    1.5    0.0125   

【详解】

(1)[1] A．使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力，故A正确；

B．该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于钢球与斜槽间的摩擦没有影响，故B错误；

C．为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故C正确；

D．实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，故D正确。

故选ACD。

(2)[2]竖直方向上由得

水平方向上得

[2]通过B点时的竖直分速度

[3]由得

B点与抛出点的竖直距离为

所以抛出点在A点上方的高度为

10．C    1.5m/s    2.5m/s   

【详解】

(1)[1]AC．斜槽不必光滑，只要每次从斜槽上同一位置由静止释放，到达斜槽末端时的速度就相等，因此C正确，A错误；

B．斜槽轨道末端必须保持水平，小球才能做平抛运动，落地时间才会相同，B错误；

D．将描出的点用平滑的曲线连接，D错误。

故选C。

(2)[2]水平方向做匀速直线运动，相邻两个点的水平距离相等，打点的时间间隔相等，在竖直方向上，根据

可得

平抛的初速度

[3]打b点的竖直速度等于ac段竖直方向上的平均速度

因此b点的速度为

11．10    1.5    2.5   

【详解】

①[1]在竖直方向上，根据△y=2L=gT2得相等的时间间隔为

闪光频率是

②[2]小球平抛运动的初速度为

③[3]B点的竖直分速度为

根据平行四边形定则，可知球经过B点的速度大小是