人教版高中物理必修2第五章第3节实验研究平抛运动同步练习(含解析).pdf

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1、1 人教版高中物理必修二第五章第3 节：实验：研究平抛运动同步练习一、单选题（本大题共10 小题）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.在做平抛物体运动的实验中，引起实验误差的原因是（）安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平确定 Oy 轴时，没有用重垂线斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦空气阻力对小球运动有较大影响A.B.C.D.3.用如图所示的实验装置研究平抛

2、运动：在水平桌面上放置一个斜面，在桌子右边有一木板，上面放一张白纸，白纸上有复写纸，以记录钢球在白纸上的落点。关于该实验操作和结论，下列说法正确的是（）A.每次实验,小球可以从斜面上的不同位置由静止开始下落B.实验时木板应保持水平,但可以左右上下移动C.若实验操作正确,当两次实验中小球平抛下落高度之比为 1：4,则小球的水平位移之比为 1：2D.若实验操作正确,当两次实验中小球平抛下落高度之比为 1：2,则小球的水平位移之比为 1：44.某物理小组利用如图所示的装置研究平抛运动。他们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，并观察到两小球同时落地。关于该实验，下列说法中

3、正确的是（）A.若只改变装置的高度,多次实验,则能说明A 球在水平方向做匀速直线运动B.若只改变小锤的打击力度,多次实验,则能说明A 球在水平方向做匀速直线运动C.若只改变装置的高度,多次实验,则能说明A 球在竖直方向做自由落体运动D.若只改变小锤的打击力度,多次实验,则能说明A球在竖直方向做自由落体运动2 5.如图所示，是两个研究平抛运动的演示实验装置，对于这两个演示实验的认识，下列说法正确的是（）A.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在水平方向上做匀速运动B.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动C.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀加速运动D.乙图中

4、,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动6.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，A、B、C 为小球在不同时刻所处的位置。图中背景每个正方形格子的边长均为5 cm，如果取g=10m/s2，那么由题可知（）A.小球从 A 运动到 B 的时间为B.小球在 B 点时的速度大小为C.小球在 B 点时的速度大小为D.A 点就是小球平抛的出点7.在探究平抛运动的规律时，可以选用如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 一定要高于水面

5、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 帧的照片以获得平抛运动的轨迹8.某学生在做“研究平抛运动”的实验中，描出了如图所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B 出现的原因可能是（）A.小球滚下的高度较其他各次高B.小球滚下的高度较其他各次低C.小球滚下时具有一定的初速度D.以上说法均有可能3 9.在研究平抛运动的实验中，下列哪些说法是正确的（）使斜槽末端的切线保持水平每次使小球从不同的高度滚下钢球与斜槽间的摩擦使实验的误差增大A.B.C.D.10.如图所示，为了研究某物体的平抛运动，

6、以平抛的起点O 为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，建立直角坐标系。在轨迹上取A、B 两点，测得A、B 两点竖直坐标y17.2cm、y2 45cm，A、B 两点水平间距x27cm，g取 10ms2。关于该物体的平抛运动，下列说法正确的是（）A.该物体做变加速曲线运动B.平抛的初速度为C.物体经过B 点的速度大小为D.轨迹中 B 点与抛出点O 的距离为二、实验题（本大题共3 小题）11.某同学用图示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。他观察到的现象是：小球 A、B_（填“同时”或“不同时”）落

7、地；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将_（填“变长”、“不变”或“变短”）；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。12.在做平抛运动实验时，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必须不同C每次必须由静止释放小球D用铅笔记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降E小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

8、2、某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图所示物体的运动轨迹，A、B、C 三点的位置在运动轨迹上已标出，则：4（1）小球平抛的初速度v=_m/sVB=_m/s（g 取 10 m/s2）；（2）小球开始做平抛运动的位置坐标z=_cm，y=_cm。13.（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B 球就水平飞出，同时A 球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平 把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道 2 与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1 落到水平木

9、板上击中球2，这两个实验说明_A甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动B乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动C不能说明上述规律中的任何一条D甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质（2）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是_ A小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差B安装斜槽时其末端切线应水平C小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放D小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些E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F在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（3）如图丙，某同学在做平

10、抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出则：（g 取 10m/s2）小球平抛运动的初速度为_m/s5 小球运动到b 点的速度为 _m/s 抛出点坐标x=_cmy=_cm6 答案和解析1.【答案】C【解析】解：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，观察到的实验现象是两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，该实验不能得出平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，故 C 正确，A、B、D 错误。故选：C。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

11、抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。本题比较简单，重点考查了平抛运动特点，平抛是高中所学的一种重要运动形式，要重点加强；掌握运动的合成与分解的基本方法。2.【答案】B【解析】解：当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后并非做平抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差；确定 Oy 轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，和类似，所以会引起实验误差；只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以不会引起实验误差。空气阻力对小球运动有较大

12、影响时，物体做的就不是平抛运动了，平抛的规律就不能用了，所以会引起实验误差。综上所述会引起实验误差的有，故ACD 错误，B 正确。故选：B。在做平抛物体运动的实验中，实验成功的关键是小球每次能否以相同的水平速度做平抛运动，在具体操作中，无论是影响水平方向的运动，还是影响竖直方向上的运动，都会引起实验误差研究平抛物体运动的规律，在实验时就要保证物体做的是平抛运动，特别是初速度，由于需要多次的运动，还要保证每次的平抛初速度在水平方向且相同，所有对实验各个方面的要求都要做到3.【答案】C【解析】解：A、每次实验，为了保证小球的初速度相等，每次小球从斜槽的同一位置由静止开始下落，故A 错误。B、实验时

13、，木板不能左右移动，故B错误。C、若实验操作正确，当两次实验中小球平抛下落高度之比为1：4，根据 t=知，所用的时间之比为1：2，初速度相等，根据x=v0t 知，小球的水平位移之比为1：2，故 C 正确。D、若实验操作正确，当两次实验中小球平抛下落高度之比为1：2，根据 t=知，所用的时间之比为：，初速度相等，根据 x=v0t 知，小球的水平位移之比为1：，故 D 错误。7 故选：C。实验中为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽不一定需要光滑。该实验中根据竖直方向上的运动规律，可以探究水平方向上的运动规律，可以根据水平方向上的运动规律探究竖直方向上的运动规律。本题不

14、但考查了实验的操作，而且考查了平抛运动的规律，对同学的知识的综合应用要求比较高，是个考查学生能力的好题。4.【答案】C【解析】解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A 做平抛运动，B 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A、B 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，要多次实验，观察现象，则应改变装置的高度，然而与小锤的打击力度无关，故C 正确，ABD 错误。故选：C。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。本题比较简单，重点考查了平抛运动特点，

15、平抛是高中所学的一种重要运动形式，要重点加强。5.【答案】B【解析】解：AB、让两球同时开始运动，甲图中A 球平抛运动，B 球做自由落体运动，两球同时落地，可知A 球在竖着方向上的运动规律与B 球相同，即平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，故A错误，B正确。CD、乙图中，上面球做平抛运动，下面球在水平面上做匀速直线运动，若两球相碰，说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。故CD 错误。故选：B。探究平抛运动的规律中，实验甲A 球做平抛运动，B 球做自由落体运动，若同时落地，即可得出平抛运动在竖直方向上的运动规律；实验乙同时让上面球做平抛运动，下面球在水平面上做匀速直线运动，若两小球相碰

16、，可得出平抛运动在水平方向上的运动规律。本题研究平抛运动在水平方向和竖直方向两个方向分运动的情况，采用比较法，考查对实验原理和方法的理解能力。6.【答案】C【解析】【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动。解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差不变，利用逐差法解出闪光时间间隔，然后进一步根据匀变速直线运动的规律和推论求解。【解答】A.设小方格的边长为L，AB，AC 的水平位移都为3L，所以两段时间相同，设时间为T。根据逐差法有，解得：T=0.1s，故 A错误；BC.平抛运动的初速度为，小球在B 点时竖直方向的速度为，由勾股定理可求出小球在B 点

17、速度，故 B 错误，C 正确；D.平抛运动竖直方向分运动为自由落体运动，如果 A点是平抛运动起点，则连续相等的两个时间内竖直方向的位移之比为1：3，可知 D 错误。8 故选 C。7.【答案】D【解析】【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，实验时，要注意保证初速度处于水平方向，根据研究平抛运动的原理出发分析研究方法是否合理。解决本题的关键知道探究平抛运动规律的原理，以及掌握研究平抛运动的方法。【解答】A.选用装置图1 研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，故A错误；B.A 管内与大气相通，为外界大气压强，A 管在水面下保证A 管上出口处的压强为

18、大气压强因而另一出水管的上端口处压强与A 管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定，所以竖直管上端A一定要低于瓶内水面，故 B错误；C.选用装置图3 要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C 错误；D.用数码照相机拍摄时曝光时间的固定的，所以可以用来研究平抛运动，故D 正确。故选 D。8.【答案】B【解析】解：A、若小球滚下的高度较其它各次高，则平抛的初速度应该偏大，不符，故A错误；B、若小球滚下的高度较其它各次低，则平抛的初速度偏小，符合，故B 正确；C、小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度，则平抛的初速

19、度偏大，不符，故C 错误；D、由上分析，可知，故D 错误；故选：B。由图可以看出点B 的位置偏左，则由x=v0t 知 v0偏小，从而即可求解。解决本题的关键实际上还是要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。9.【答案】A【解析】解：、只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动，故正确；、每次释放小球的位置必须相同且由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度，故错误；、该实验成功的关键是小球能否以相同的速度水平抛出，因此要求小球要从同一位置静止释放，至于轨道是否光滑，小球是否收到摩擦阻力，对实验结果没有影响，故错误；故选：A。在做研究平

20、抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，然后在轨迹上找一些特殊点，将这些点用平滑曲线相连即可得出平抛运动轨迹图象掌握在实验中如何得到平抛运动轨迹及值得注意事项，同时学会用描点法获得图线的方法10.【答案】C 9【解析】【分析】本题考查了研究平抛物体的运动；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，能够灵活运用运动学公式处理水平方向和竖直方向上的运动。平抛运动的加速度不变，是匀变速曲线运动；根据竖直方向上做匀加速直线运动求出时间，结合水平位移和时间间隔求出初速度；根据速度时间公式求出B 点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出B 点的速度；根据

21、水平方向做匀速直线运动求出到B 点的水平位移，结合平行四边形定则，求出B 点与抛出点O 的距离。【解答】A.平抛运动只受重力作用，是一种加速度不变的曲线运动，即匀变速曲线运动，故A 错误；B.竖直方向上有：，；代入数据解得：T=0.12s，t=0.18s；水平方向小球做匀速直线运动，因此小球平抛运动的初速度为：，故 B错误；C.vyB=g(T+t)=10 (0.12+0.18)m/s=3m/s，物体经过B 点的速度大小为：，故 C 正确；D.xB=v0(T+t)=1.5 0.3m=0.45m=45cm，轨迹中B 点与抛出点O 的距离为，故 D 错误。故选 C。11.【答案】同时不变初速度自由落

22、体【解析】解：小锤轻击弹性金属片时，A 球做抛运动，同时B球做自由落体运动。通过实验可以观察到它们同时落地；用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。故答案为：相同；不变；初速度，自由落体。本实验是研究平抛运动竖直方向分运动的实验。小锤轻击弹性金属片后，A 球做平抛运动，同时 B 球做自由落体运动。通过实验可以观察到它们同时落地，所以可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。本实验是研究平抛运动竖直方向做自由落体运动的实验，通过观察两球落地的时间，证明平

23、抛运动竖直方向上的运动与自由落体相同，难度不大。12.【答案】1.ACE2.(1)2 2.5(2)-10 -1.25【解析】【分析】10 根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤。根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，从而得出闪光的频率根据水平位移和时间间隔求出水平分速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B 点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出B 点的速度。解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握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，难度不大。【解答】1.A.为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应

24、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大小相等，应让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，故B错误，C正确。D.用铅笔记录小球位置时，每次不需要严格地等距离下降，故D 错误。E.小球平抛运动在竖直平面内，不能与木板上的白纸接触，防止摩擦使运动轨迹发生变化，故 E 正确。F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接，故F 错误。故选 ACE。2.（1）由于小球从A 到 B和从 B 到 C 两过程水平位移相同，故两过程的时间相同，设为 t，竖直方向为自由落体运动，可得 t=0.1 s，。设在 B 点竖直方向的分速度为vBy，则。（2）设小球从抛出点运动到B 的时间为tB，

25、则。B在竖直方向投影点距抛出点的距离，B在水平方向投影点距抛出点的距离。故抛出点的位置坐标11，。故答案为：1.ACE；2.(1)2；2.5；(2)-10 -1.2513.【答案】ABBCE2 2.5-10-1.25【解析】解：（1）A、用小锤打击弹性金属片，B 球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B 球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动故A 正确B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道 2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是球1 落到水平木板上击中球2，知 1 球在水平方向上的运动规律与2 球相同，即平抛运动

26、在水平方向上做匀速直线运动故B 正确，C、D 错误；（2）A、小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故A 错误；B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故B 正确；C、由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故C 正确；D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D 错误E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要

27、求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故E 正确；F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点，故F 错误；故选：BCE（3）在竖直方向上y=gT2，T=0.1s则小球平抛运动的初速度v0=m/s=2m/sb 点在竖直方向上的分速度vby=1.5m/s，小球运动到b 点的速度为v=2.5m/s 则运动的时间t=0.15s水平方向上的位移x1=vt=0.3m，竖直方向上的位移y=gt2=0.1125m所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1 m=-10cm，y=0.1-0.1125=-0.0125 m=-1.25cm；故答案为：（1）AB；（2）BCE；（3）

28、2，2.5，-10，-1.25（1）在甲实验中，两球始终同时落地，则竖直方向上的运动规律相同，在乙实验中，两球相撞，知两球在水平方向上的运动规律相同；（2）在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，由于是同一个轨迹，因此要求抛出的小球初速度是相12 同的，所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面；（3）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 y=gT2，求出时间间隔，再根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度求出 b 点在竖直方向上的速度，即可求出运动的时间和b 点速度，从而求出此时小球水平方向和竖直方向上的位移，即可求出抛出点的坐标在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，同时让学生知道描点法作图线方法：由实验数据得来的点，进行平滑连接起来；同时解决本题的关键知道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