必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点课时练习

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2020-2021学年人教版（2019）必修第二册5.3实验：探究平抛运动的特点 课时作业8（含解析）  1．有甲、乙两个可看成质点的小钢球，乙球的质量大于甲球的质量。现让甲球以速度v0在某一水平桌面上水平抛出，抛出后甲球的运动轨迹如图中的②图线所示。然后再将乙球以同样的速度在同一地点将它水平抛出。两球的运动都不计空气的阻力，则乙球的运动轨迹为图中的（　　）A．① B．② C．③ D．④2．小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滑动。假设桌面是光滑的，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（    ）A．火车可能是在向前加速运动B．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动C．小球所受的合力为零，相对火车的地面小球是静止的D．小球离开桌面掉落地板的过程，相对火车小球做自由落体运动3．如图所示，A、B两物体在同一竖直线上，将A物体以初速度v0水平向左抛出，同时B物体开始沿斜面向上做匀速直线运动，A在落到斜面上之前，一直在B的正上方，则B的速度的大小为（　　）A． B． C． D．4．将石块从空中某一高度水平抛出，不计空气阻力，石块运动的过程中（　　）A．速度的大小不变B．速度的方向不变C．竖直向下的分速度不变D．任意时间间隔内的速度的变化量的方向不变5．篮球是受大众喜爱的运动项目。如图所示，一同学将一篮球从地面上方 B 点斜向上与水平方向成 θ 角（即抛射角）抛出，刚好垂直击中篮板上 A 点，不计空气阻力．若该同学从抛射点 B 向远离篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中 A 点，则可行的是（  ）A．增大抛射角θ，同时减小抛出速度 v0B．减小抛射角θ，同时增大抛射速度v0C．增大抛射角θ，同时增大抛出速度v0D．减小抛射角θ，同时减小抛射速度 v06．关于抛体运动，下列说法正确的是（    ）A．抛体运动是将物体以某一初速度抛出后的运动B．抛体运动是将物体以某一初速度抛出，只在重力作用下的运动C．抛体运动是将物体以某一初速度抛出，满足合外力为零的条件下的运动D．抛体运动是将物体以某一初速度抛出，满足除重力外其他力的合力为零的条件下的运动7．对于抛体运动，以下说法正确的是（    ）A．物体一定做曲线运动B．物体一定做直线运动C．物体可能做直线运动D．物体可能做非匀变速运动8．人站在楼上水平抛出一个小球，球离开手后水平方向的速度为vx．竖直方向的速度为vy，忽略空气阻力，能正确表示在相同的时间间隔内速度矢量的变化情况的图象是(    )A． B．C． D． 9．在做“探究平抛运动规律"的实验时，让小球多次沿同一轨道运动。下列说法正确的是        。A．调节斜槽轨道，使其末端水平B．每次释放小球的位置必须相同C．每次必须由静止释放小球D．斜槽必须光滑E.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降F.小球运动时不应与木板上的坐标纸接触G.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H.将小球的位置记录在坐标纸上，取下坐标纸用直尺将点连成折线10．在研究平抛运动时，为证明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动。某同学设计了如图所示的实验装置：小球A沿轨道滑下，离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该现象说明了A球在离开轨道后，竖直方向的分运动是自由落体运动：下面列出了一些操作要求，你认为正确的是           。A．通过调节轨道，使轨道末端水平B．通过调节整个装置，使A球离开轨道末端时与B球从同一高度下落C．每次在轨道上端释放小球A的位置必须在同一点D．每次在轨道上端释放小球A，必须由静止释放E.必须改变整个装置的高度H做同样的实验11．关于平抛运动，下列说法中正确的是（    ）A．物体只受重力，加速度为gB．物体的运动是水平匀速运动和竖直自由落体运动的合运动C．抛出点高度一定时，落地时间与初速度大小有关D．抛出点高度一定时，水平飞出距离与初速度大小成正比12．关于平抛运动的叙述，下列正确的是（  ）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时刻变化的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13．在图示的装置中，用锤A击打夹片B，使小球P被水平射出，同时被夹着的小球Q自由下落，结果发现P、Q两球同时着地。下列说法正确的是（　　）A．这个实验说明P在竖直方向的分运动与Q的自由落体运动是相同的B．因为P、Q同时着地，所以它们着地时的速度相同C．若开始时A对B的打击力更大些，使P球的水平初速度更大，则P会飞得更远，但P、Q仍然会同时着地D．若开始时A对B的打击力更大些，使P球的水平初速度更大，则P会飞得更远，P就会在Q着地之后再着地14．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15．对于平抛运动，下列说法正确的是（　　）A．飞行时间由高度决定B．水平射程由初速度和高度决定C．是匀变速曲线运动D．速度和加速度都是变化的  16．用图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验：（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是（______）A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B．释放小球的初始位移越高越好C．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D．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）根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图乙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为_______，小球抛出后的水平速度为_______。17．在“研究平抛物体运动”的实验中（如图1），通过描点画出平抛小球的运动轨迹：(1)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，图3中y﹣x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是____；(2)图2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，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为_____m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为____m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。18．如图所示，是某次研究小球做平抛运动过程得到的频闪照片的一部分。已知背景正方形的边长为b，闪光时间间隔为T。求：（各问的答案均用b、T表示）(1)当地的重力加速度g的大小g=_________；(2)小球通过C点瞬时速度vC的大小v=________；(3)小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间tA=_________。
参考答案1．B【详解】两球在水平方向都做初速度相同的匀速直线运动，在竖直方向，两小球的加速度相同，都为重力加速度g，故在竖直方向的运动也完全相同，因此两球的运动轨迹相同，即乙球的运动轨迹依然是图线②。A．①与分析不符，故A错误；B． ②与分析相符，故B正确；C． ③与分析不符，故C错误；D． ④与分析不符，故D错误。故选B。2．A【详解】AB．小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动，小球在水平方向并不受力的作用，故A正确，B错误；C．小球所受的合力为零，相对火车的地面小球是向后滑动，故C错误；D．小球离开桌面掉落地板的过程，相对火车有水平速度，竖直方向受重力，则小球相对于火车做平抛运动，故D错误。故选A。3．A【详解】根据题意可得物体B的水平方向的分速度等于物体A 的水平方向的速度，则有解得故A正确，B、C、D错误；故选A。4．D【详解】A．石块做平抛运动，石块运动的过程中石块的速度的大小石块速度的大小增大，故A错误；B．设石块的速度的方向与水平方向的夹角为，则有石块运动的过程中石块的速度的方向与水平方向的夹角增大，故B错误；C．石块运动的过程中石块的竖直向下的分速度为石块的竖直向下的分速度增大，故C错误；D．任意时间间隔内的速度的变化量的方向与加速度方向相同，石块运动的过程中只受重力，加速度方向总是竖直向下，故D正确；故选D。5．B【详解】由于篮球垂直击中A点，其逆过程是平抛运动，抛射点B向远离篮板方向水平移动一小段距离，由于平抛运动的高度不变，运动时间不变，水平位移变大，初速度变大。落地时水平速度变大，竖直速度不变，则落地速度方向与水平面的夹角变小。因此只有减小抛射角，同时增大抛出速度，才能仍垂直打到篮板上。故B正确，ACD错误。
故选B。6．B【详解】当物体以一定的初速度抛出，只在重力作用下的运动称为抛体运动，故B正确，A、C、D错误；故选B。7．C【详解】ABC．抛体运动是指向将物体以一定初速度抛出后，只在重力作用的运动，竖直上抛运动是直线运动，平抛运动是曲线运动，即抛体运动可能是曲线运动，也可能是直线运动，故A错误，B错误，C正确；D．做抛体运动的物体只受重力，故加速度恒，故抛体运动是匀变速运动，故D错误；故选C。8．C【详解】因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，水平分速度不变，所以速度的变化量等于竖直方向上速度的变化量，根据，知相等时间内速度变化量的方向不变，大小相等，故C正确，ABD错误．9．ABCFG【详解】A．小球做平抛运动，要求小球离开轨道末端时速度沿水平方向，故A正确；BC．要保证小球每次沿同一轨迹运动，就需保证小球每次做平抛运动的初速度相同，也就要求每次由静止释放小球的位置相同，故B正确，C正确；D．轨道是否光滑只是影响小球从同一位置释放时的做平抛运动的初速度，而对探究小球做平抛运动的规律没有影响，故D错误；E．记录小球位置用的铅笔可以等间距的下降，但不是必需的更不需要严格地等距离下降，故E错误。F．小球运动时与坐标纸接触就会使小球的运动不再是平抛运动的，形成实验误差，故F正确；G．某段时间内记录的点越多时，能够反映的这段时间的运动信息越多，越能反映这段时间的运动的真实情况，但记录的点不能也没必要无限多，适当多些即可，故G正确；H．平抛运动的轨迹是一条抛物线，故取下坐标纸后应将点连成一条平滑曲线，故H错误。故选ABCFG。10．ABE【详解】A．轨道末端水平时才能保证A球离开轨道时速度水平而做平抛运动，故A正确；B．实验是利用比较B球与A球在空中运动的时间来达到实验目的的，而它们在空中运动的时间取决于初始位置离地的高度，故要让它们从同一高度下落，故B正确；CD．每次在轨道上端释放小球A，由同一位置静止释放，保证了小球A在离开轨道时的速度相同，但这只影响小球在水平方向上的运动，与竖直方向上的运动无关，故C错误，D错误；E．要达到实验目的，须保证小球在竖直方向上的初始高度相同，故E正确。故选ABE。11．ABD【详解】A．物体只受重力，加速度为g，选项A正确；B．物体的运动是水平匀速运动和竖直自由落体运动的合运动，选项B正确；C．在竖直方向则落地时间与无关，选项C错误；D．水平方向抛出点高度一定时，水平飞出距离与初速度大小成正比，选项D正确。故选ABD。12．ACD【解析】【详解】AB.平抛运动中，物体只受重力，重力为恒力，方向总是竖直向下，平抛运动的轨迹是曲线，速度方向时刻在改变，故A正确B错误；C.全过程，重力一直做正功，根据动能定理知，速度一直在增加，故C正确；D.竖直分速度一直在增加，但水平分速度不变，则平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小，故D正确。故选ACD。13．AC【详解】A．两球同时开始运动，又同时着地，运动时间相同，在竖直方向上的运动情况是相同的，选项A正确；B．P、Q同时着地，只能说明P在竖直方向上的分速度与Q相同，因为P有水平速度，则它们着地时的速度不相同，选项B错误；CD．由于P在竖直方向上的分运动与Q的运动情况相同，落地的时间相同，无论水平初速度多大，P、Q仍然会同时着地，选项C正确，选项D错误。故选AC。14．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。15．ABC【详解】A．平抛运动竖直方向做自由落体运动，根据可知则运动时间由高度决定，与初速度无关，故A正确；B．根据x=v0t可知，水平位移由时间和初速度共同决定，时间又是由高度决定的，所以水平射程由初速度和高度共同决定，故B正确；C．平抛运动的加速度是g，保持不变，所以平抛运动是匀变速曲线运动，故C正确；D．做平抛运动的物体只受重力的作用，所以其加速度为重力加速度，加速度的大小是不变的，但是物体的速度在变化，故D错误。故选ABC。16．AC            【详解】(1)[1]A．因要求每次描下的点应是同一轨迹上的点，这就要求小球每次做平抛运动时的初速度必须相同，也就要求小球从槽上下滑的初始位移相同，故A正确；B．释放位置过高时小球做平抛运动初速度太大，将会导致小球的运动轨迹直接超出坐标纸的右边缘，实验中应使释放高度适当，尽量使小球从坐标纸的右下角飞出，使得到的轨迹基本布满整个坐标纸，故B错误；C．某段时间内记录的点越多时，能够反映的这段时间的运动信息越多，越能反映这段时间的运动的真实情况，但记录的点不能也没必要无限多，适当多些即可，故C正确；D．连线时应作出平滑的曲线，使曲线尽可能多的通过所描下的点，不在曲线上的点尽量对称分布于直线两侧，故D错误。故选AC。(2)[2][3]由图中可知P1P2与P2P3在竖直方向的距离差，再由可得又因P1P2间的水平距离为，故17．c    2.0    4.0    【详解】(1)[1]小球做平抛运动根据可得可知y﹣x2的图线为一条过原点的倾斜直线，故C正确，ABD错误；故选C。(2)[2]结合图像根据代入数据得；根据代入数据解得；则小球平抛运动的初速度为[3]C点的竖直分速度为C点水平方向的速度为v0，根据平行四边形定则知C点的速度为18．            【详解】(1)[1]小球在竖直方向上以重力加速度做匀加速运动，由图可知相邻两次闪光时间内竖直方向的位移差恒为b，则由逐差公式可得(2)[2]因为C点是BD两点的中点时刻，则C点的竖直分速度等于BD间竖直方向的平均速度，所以小球在水平方向上是匀速运动的，故有故C点速度为(3)[3]由C点的竖直分速度可得小球从开始平抛到运动到C位置的时间满足解得故小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间带入可得