高一物理人教版（2019） 5.3实验：探究平抛运动的特点 课时作业（含解析）

5.3实验：探究平抛运动的特点
一、单选题
1．下列哪个运动是抛体运动
A．随电梯一起运动的物体的运动
B．抛向空中的细绳的运动
C．抛向空中的铅球的运动
D．抛向空中的纸片的运动
2．投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动，如图所示，某同学将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正下方．忽略飞镖运动过程中所受空气阻力，在其他条件不变的情况下，为使飞镖命中靶心，他在下次投掷时应该（　　）
A．换用质量稍小些的飞镖
B．适当减小投飞镖的高度
C．到稍远些的地方投飞镖
D．适当增大投飞镖的初速度
3．一飞机沿水平方向匀速飞行，每隔相等的时间释一个重物，不计空气阻力，地面上的人看到重物在空中排列的情形是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
4．物体在平抛运动的过程中,在相等的时间内,下列物理量相等的是( )
A．速度的增量
B．加速度
C．位移
D．平均速度
5．关于平抛运动的叙述，正确的是（　　）
A．平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动
B．平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变
C．平抛运动的速度大小是不变的
D．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
三、实验题
6．在平抛实验的探究中，该同学取所描绘的平抛轨迹中的一段PQ（如图乙所示），分别测量了水平方向和竖直方向的长度，水平长度xPQ=______cm，由这段轨迹可估算出平抛的初速度约为______m/s。（结果保留两位有效数字）（）
7．探究平抛运动的特点
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
（1）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球自由下落，做自由落体运动。重复实验数次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，A、B两球总同时落地，该实验表明______。
A．平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
B．平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动
D．平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
（2）如图所示，在探究平抛运动水平分运动的特点时，除木板、小球、斜槽、铅笔、刻度尺。图钉之外，下列器材中还需要的有______。
A．重锤线　　B．秒表　　C．弹簧测力计　　D．天平　　E．白纸和复写纸
（3）实验中，下列说法正确的是______。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端要保持水平
C．挡板的高度需要等间距变化
D．每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球
E．要使描绘出的轨迹更好的反映真实运动，记录点应适当多一些
（4）用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来，得到小球做平抛运动的轨迹，建立直角坐标系，坐标原点选______。
A．斜槽末端端点
B．小球在斜槽末端时的球心
C．小球在斜槽末端时的球的上端
D．小球在斜槽末端时的球的下端
（5）根据小球竖直方向为自由落体运动的特点，在轨迹上选取竖直位移之比为1：4：9：16……的点，各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，即可确定水平方向分运动特点。当轨迹上相邻各点竖直位移之比为1：4：9：16……时，为什么它们之间的时间间隔是相等的。请写出依据：______。
8．某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示
（1）该实验中必须满足的条件和进行的实验操作是( )。
A．测定平抛小球的质量 B．确保斜槽光滑
C．确保斜槽末端水平 D．测定斜槽顶端到桌面的高度
（2）图乙是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙背景中每一小方格的边长为，、、是照片中小球的三个位置，（取），那么：
①照相机拍摄时每______s曝光一次；
②小球做平抛运动的初速度的大小为______m/s。
9．如图所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改进，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放。实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图，取g=10m/s2。
（1）根据部分小球位置示意图，对实验装置和操作步骤下列说法正确的是_____。
A．两斜槽末端切线水平
B．两斜槽必须光滑
C．两小球必须同时释放
D．两小球是从两斜槽相同位置静止释放的
（2）根据部分小球位置示意图，可知闪光频率为_______Hz，A球抛出点坐标___，B球抛出点坐标_____。
（3）若两球在实验中于图中C位置发生碰撞，则可知两小球释放的时间差约为_____s。
参考答案：
1．C
【详解】A、随电梯一起运动的物体的运动不是抛体运动，因为电梯对物体有作用力．故A错误．B、抛向空中的细绳，是由于空气阻力的影响较大，不能看成抛体运动．故B错误．C、抛向空中的铅球，空气阻力相比于重力可忽略不计，所以其运动可以看成抛体运动．故C正确．D、抛向空中的纸片的运动，不是抛体运动，由于空气阻力对纸片的运动影响较大，不能忽略．故D错误．故选C．
【点睛】本题关键要掌握抛体运动的定义，对照条件进行分析，当空气阻力能忽略不计时，抛出去的物体只受重力的运动可以看成抛体运动．
2．D
【详解】A.平抛运动的规律与飞镖的质量无关，换用质量稍小的飞镖，飞镖命中的位置不变．故A错误．
B.由于初速度不变、水平位移不变，则飞镖击中靶子的时间不变，则竖直方向上下落的高度不变，减小投飞镖的高度，飞镖打在靶心的正下方，且更远离靶心．故B错误．
C.水平距离增大，初速度不变，则飞镖击中靶子的时间增大，竖直方向上下落的高度增大，飞镖将打在靶心的正下方，且更远离靶心．故C错误．
D.增大初速度，水平距离不变，则飞镖击中靶子的时间减小，竖直方向上下落的高度减小，则适当增大投飞镖的初速度，飞镖能命中靶心．故D正确．
3．C
【详解】重物离开飞机后做平抛运动，即水平方向做匀速直线运动，其水平初速度与飞机的水平飞行速度相等，竖直方向作自由落体运动，所以地面上的观察者看到这些重物在空中排列在一条直线上，由于在竖直方向作自由落体运动，初速度为0，所以竖直方向它们在连续相等的时间间隔内位移之比为，故ABD错误，C正确。
故选C。
4．AB
【详解】平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为重力加速度g，由加速度定义a＝，可知速度增量Δv＝gΔt，所以相等时间内速度的增量是相等的，故A正确；在任意时刻物体的加速度都等于重力加速度，在相等时间内，加速度不变，故B正确；在相等时间内的水平位移相等，但竖直位移不相等，故合位移不相等，故C错误；平均速度为合位移与时间的比值，在相等时间内平均速度不相等，故D错误。故选AB。
5．AD
【详解】A．在平抛运动中，物体只受重力，为恒力，方向总是竖直向下，平抛运动的轨迹是曲线，故A正确；
B．平抛运动是曲线运动，速度方向不断改变，所以平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角不断改变，故B错误；
C．平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动，速度是在不断变化的，所以平抛运动的速度大小是时刻变化的，故C错误；
D．由平抛运动的规律可得竖直方向的分速度，平抛运动的速度方向与水平方向之间的夹角的正切值为
可知平抛运动的速度方向与水平方向之间的夹角越来越大，所以速度方向与加速度方向(竖直方向)的夹角越来越小，故D正确。
故选AD。
6． 2.00 0.45
【详解】[1]由图可知，水平长度为；
[2]由图可知，竖直长度为，1cm处所对应的竖直长度为2cm，由此可得
解得
则可得这段轨迹平抛的初速度约为
7． C AE BDE B 见解析
【详解】(1)[1]A、B两球总同时落地，该实验表明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，C正确。
故选C。
(2)[2]需要重锤线确保木板在竖直平面内，也可方便确定坐标轴，还需要白纸和复写纸记录小球平抛过程的位置，便于做出轨迹，AE正确。
故选AE。
(3)[3]AD．斜槽轨道不必光滑，只要小球每次从同一位置由静止释放即可，A错误，D正确；
B．斜槽轨道末端要保持水平，以确保小球水平抛出，B正确；
C．挡板的高度不需要等间距变化，C错误；
E．要使描绘出的轨迹更好的反映真实运动，记录点应适当多一些，E正确。
故选BDE。
(4)[4]直角坐标系，坐标原点应选小球在斜槽末端时的球心，B正确。
故选B。
(5)[5]竖直方向是自由落体运动，由位移公式
可知，如果
=1：4：9
可得
=1：2：3
所以相邻各点的时间间隔相等。
8． C
【详解】（1）[1]平抛运动中与小球质量无关，A错误；斜槽轨道不一定需要光滑，只要保证小球每次从同一位置由静止释放即可，B错误；通过调节斜槽末端保持水平，可以保证初速度沿水平方向，C正确；不需要测定斜槽顶端到桌面的高度，D错误。故选C。
（2）[2]由
解得
[3]由平抛运动水平方向做匀速运动可知
9． AD 10 （0，0） （1.10m，0.35m） 0.1
【详解】（1）[1]A.两斜槽末端切线水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；
B.两斜槽不一定必须光滑，选项B错误；
C.两小球不一定要同时释放，选项C错误；
D.两小球在相同时间内的水平位移都是3l，则做平抛运动的初速度是相同的，则两球是从两斜槽相同位置静止释放的，选项D正确。
故选AD。
（2）[2][3][4]根据白色小球位置示意图
可知闪光频率为
对白球因竖直方向相邻相等时间的位移之比为1:3:5…可知，O点是A球的抛出点，即A球抛出点坐标（0，0），B球三个黑点位置竖直方向位移之比为3:5，可知抛出点与最上面黑点位置的竖直距离为l，水平距离为3l，则B球抛出点坐标（1.10m，0.35m）。
（3）[5]若两球在实验中于图中C位置发生碰撞，则白球下落的时间为4T，黑球下落的时间为3T，可知两小球释放的时间差为
t=T=0.1s

高一物理人教版（2019） 5.3实验：探究平抛运动的特点 课时作业（含解析）