人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点优秀当堂达标检测题

5.3实验：探究平抛运动的特点同步练习-高中物理人教版（新课标）必修二

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 某同学用如图所示的装置研究平抛运动。在实验中，小球每次都从斜面上的同一高度无初速度滚下，固定有复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调整为h、2h、3h，根据小球撞击木板时在白纸上留下的点迹，可以得到小球平抛时的水平位移分别为、、，已知空气阻力不计，则下列说法正确的是

A. 若，则能说明小球在水平方向上做匀速直线运动
B. 若，则能说明小球在水平方向上做匀速直线运动
C. 若，则能说明小球在水平方向上做匀速直线运动
D. 若，则能说明小球在水平方向上做匀速直线运动

2. 从同一点O分别将a、b两小球沿同一水平方向抛出，忽略空气阻力，它们的运动轨迹如图所示，用、分别表示a、b两小球在空中的运动时间，则     

A.  B.
C.  D. 、的大小关系无法确定

3. 在探究平抛运动的特点实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用

A. 实心小铁球 B. 空心小铁球
C. 实心小木球 D. 以上三种小球都可以

4. “套圈游戏”深受大家的喜爱，游戏者要站到区域线外将圆圈水平抛出，落地时套中的物体即为“胜利品”。某同学在一次“套圈”游戏中，从P点以某一速度水平抛出的圆圈落到了物体左边，如图。为了套中该物体，该同学做了如下调整，则下列方式中一定套不中的是忽略空气阻力

A. P点正上方，以原速度水平抛出 B. P点正前方，以原速度水平抛出
C. P点位置不变，增大速度水平抛出 D. P点正下方，减小速度水平抛出

5. 下列说法正确的是

A. 平抛运动是匀变速运动
B. 分运动的是匀变速直线，则合运动一定是曲线运动
C. 合运动的速度一定大于分运动的速度
D. 做曲线运动的物体速度变化量的方向一定发生变化

6. 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，下列说法正确是

A. 斜槽轨道必须光滑
B. 要用秒表测出小球下落的时间
C. 要用天平测出小球质量
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

7. 从高处抛出一物体，不计空气阻力，物体只在重力作用下的运动，称作抛体运动。关于抛体运动，下列说法正确的是

A. 一定是直线运动 B. 一定是曲线运动
C. 可能是匀速直线运动 D. 一定是匀变速运动

8. 关于平抛运动，下列说法正确的是

A. 平抛运动是非匀变速运动
B. 平抛运动是匀速运动
C. 平抛运动是匀变速曲线运动
D. 平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的

9. 在下图中有一幅小球做平抛运动的频闪照片，它是   

A.  B.
C.  D.

10. 如图为平抛运动轨迹的示意图，对轨迹上的A、B两点，下列说法中正确的是

A. A点的速度方向沿切线向下，受力方向竖直向下
B. A点的速度方向沿切线向下，受力方向沿切线向下
C. B点的速度方向竖直向下，受力方向竖直向下
D. B点的速度方向竖直向下，受力方向沿切线向下
 

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。运动员从跳台边缘的O点水平滑出运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响，落到斜坡上。运动员滑出后，可以将他在空中的运动分解为水平方向的                              和竖直方向的__________________两个分运动。
12. 做平抛运动的物体的运动规律可以用如图所示的实验形象描述。小球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动。两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个影子。影子1做________运动，影子2做________运动。
13. 某同学在研究平抛运动实验中，将一小球沿水平方向由桌面抛出，测得课桌的桌面距地板高为a，小球落至水平地板上的位置距抛出点的正下方为b，已知当地的重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度为______。
14. 飞机投弹时，炸弹做______运动．地面上的观察者看到炸弹的运动轨迹是______飞行员以飞机为参考系看到炸弹的运动轨迹是______．
15. 如果不计空气阻力的影响，水平推出的铅球在水平方向做______运动，在竖直方向做______运动．

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

16. 如图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，小球A向水平方向飞出，同时小球B被松开，竖直向下运动。
    用不同的力度击打弹性金属片，可以观察到小球A的运动轨迹______，小球B的运动轨迹______。均填“改变”或“不变”
    用频闪照相的方法研究小球A、B的运动情况，得到它们在运动过程中的频闪照片如图乙所示。从照片分析可知，小球A______。填选项前的字母
    A.在水平方向做匀速直线运动
    B.在水平方向做匀加速直线运动
    C.在竖直方向做匀速直线运动
    D.在竖直方向做匀加速直线运动

17. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
    

实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_______。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛__________。

图乙是正确实验的数据，O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度为______。

在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_______；B点的竖直分速度为________。结果均保留两位有效数字

四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

18. 跳台滑雪是勇敢者的运动。它是利用山势特别建造的跳台所进行的。运动员着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上取得高速后起跳，在空中飞行一段距离而后着陆。设一运动员由a点沿水平方向跃起，到b点着陆。测得ab间距离，山坡倾角，重力加速度g取，不计空气阻力。求运动员：
    
    
    
    起跳时的速度大小；
    在空中飞行的时间；
    着陆时的速度大小。
    
    
    
    
    
    
     
19. 用如图a所示的水平斜面装置研究平抛运动。一物块可视为质点置于粗糙水平面上的O点，O点距离斜面顶端P点为每次用水平拉力F，将物块由O点从静止开始拉动，当物块运动到P点时撤去拉力实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程x，做出了如图b所示的图象，若水平面上的动摩擦因数为，斜面与水平地面之间的夹角，g取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
    求：OP间的距离S是多少？保留两位有效数字

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】

【分析】
该题主要考查平抛运动相关知识。熟知平抛运动特点和规律是解决本题的关键。
平抛运动竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，当水平方向上所发生位移与所用时间比值为定值时，可判断物体水平方向做匀速直线运动，由此分析解题即可。
【解答】
根据，则，因此当将放有复写纸和白纸的木板离水平桌面的高度依次调为h、2h、3h，小球下落所需时间之比为：，则当水平位移时，的值始终相等，则说明小球在水平方向做匀速直线运动，故 B正确，ACD错误。
故选B。  

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
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，运动的时间由高度决定，根据下落的高度比较运动的时间。
本题主要考查平抛运动基本规律。
【解答】
根据平抛运动规律：得，两小球抛出点距离地面高度h相同，故两小球在空中的运动时间t也相等，故C正确，ABD错误。
故选C。  

3.【答案】A
 

【解析】

【分析】
小球要做平抛运动，则要减小阻力的影响，在小球选择方面要注意选择体积小、质量大的小球。
本题考查了实验器材的选择原理，要减小空气阻力的影响，难度不大，属于基础题。
【解答】
为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，故A正确，BCD错误。
故选A。  

4.【答案】D
 

【解析】解：设圆圈平抛运动下落的高度为h，水平位移为x，初速度为，则有：

解得下落时间为：
水平位移为：；
圆圈落到了物体左边，说明圆圈的水平位移偏小。
A、从P点正上方，以原速度水平抛出，h增大，由上式知，水平位移增大，可能套住物体，故A正确；
B、P点正前方，以原速度水平抛出，则水平位移不变，落地点右移，可能套住物体，故B正确；
C、P点位置不变，增大速度水平抛出，增大，由上式知，水平位移增大，可能套住物体，故C正确；
D、P点正下方，减小速度水平抛出，h和都减小，由上式知，水平位移减小，圆圈还落到物体左边，故D错误。
本题选一定套不中的，故选：D。
圆圈落到了物体左边，说明圆圈的水平位移偏小。根据平抛运动的规律，推导出水平位移与初速度、下落高度的关系式，根据关系式进行分析。
本题考查了平抛运动，要知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；解决本题的关键是能够推导出水平位移的计算公式。
 

5.【答案】A
 

【解析】

【分析】
根据平抛运动特点判断；根据曲线、直线运动的条件判断；根据合运动与分运动的关系判断；根据速度变化量的影响因素判断。
本题考查了平抛运动的特点，物体做曲线运动或直线运动的条件，合运动与分运动的关系即速度变化量知识，基础题目。
【解答】
A、平抛运动是物体只在重力作用下水平抛出的运动，则加速度为重力加速度，是匀变速运动，故A正确；
B、当两个匀变速直线运动的合初速度与合加速度在一条直线上时，其合运动为直线运动，故B错误；
C、合运动与分运动满足平行四边形定则，则合运动的速度不一定大于分运动的速度，故C 错误；
D、做曲线运动的物体的速度变化量方向可以不变，如平抛运动中速度变化量的方向恒为竖直向下，故D错误。
故选A。  

6.【答案】D
 

【解析】解：A、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A错误；
B、平抛运动高度确定时间，只要高度一定时间不变，故不需要测量飞行时间，故B错误；
C、质量不影响小球的运动，故不需要测出小球的质量，故C错误；
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，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。
故选：D。
明确实验原理，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。
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。
 

7.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查对抛体运动的理解，要注意明确抛体运动是只在重力作用下的运动，包括：平抛、竖直上抛、竖直下抛以及斜抛等。
【解答】
B、如果是竖直上抛运动，则物体是竖直方向的匀变速直线运动，故B错误；
A、如果是平抛运动，则物体的轨迹是一条抛物线，故A错误；
CD、抛体运动时只在重力所用下的运动，加速度恒为g，所以抛体运动一定是匀变速直线运动，一定不是匀速直线运动，故C错误，D正确。
故选D。  

8.【答案】C
 

【解析】

【分析】

平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

本题考查了平抛运动的基本规律。

【解答】

做平抛运动的物体，有水平的初速度，只受重力，加速度为重力加速度，属于匀变速曲线运动；AB错误，C正确
D.平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，落地时的速度有水平分量，速度斜向下，故D错误； 
故选C。

9.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题考查了平抛物体的运动规律，要求同学们能从图中读出有用信息，并能够利用平抛运动规律解题。
平抛运动的几个关键点是：初速度水平，加速度为g，竖直向下。
【解答】
根据平抛运动的规律，初速度水平，加速度竖直向下，大小为g，则只有选项C符合题意，故C正确；ABD错误。
故选C。  

10.【答案】A
 

【解析】

【分析】
曲线运动速度的方向就是该点轨迹的切线方向，平抛运动的物体只受重力。
解决该题的关键是知道平抛运动的受力特征，知道曲线运动的速度方向沿着曲线的切线方向。
【解答】
A、B两点的速度方向均沿切线向下，物体只受重力，方向都是竖直向下，故A正确，BCD错误。 
故选AA" role="presentation" style="box-sizing: content-box; - webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); margin: 0 px; padding: 5 px 2px; display: inline-block; ; overflow-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0 px; min-height: 0 px; border: 0 px; position: relative;">A。  

11.【答案】匀速直线运动   自由落体运动
 

【解析】

【分析】
根据运动员水平方向上和竖直方向上的受力，判断水平方向和竖直方向上的运动规律。
解决本题的关键明确平抛运动的性质。
【解答】
运动员只受竖直向下的重力，故平抛运动的水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
故答案为：匀速直线运动   自由落体运动  

12.【答案】匀速直线；自由落体
 

【解析】

【分析】
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
把握平抛运动的运动特点是解题的关键。
【解答】
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
做平抛运动的小球在两个坐标轴上留下的小球的两个影子。影子1做匀速直线运动，影子2做自由落体运动。
故填：匀速直线；自由落体。  

13.【答案】
 

【解析】解：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，有：，
在竖直方向上做自由落体运动，有：
联立解得：
故答案为：
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，根据运动学公式求出y与的表达式，结合图线的斜率求出平抛运动的初速度。
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，结合运动学公式和推论灵活求解，基础题。
 

14.【答案】平抛  曲线  直线
 

【解析】解：炸弹被投出后只受重力，做平抛运动；由于惯性，保持与飞机相同的水平速度，所以飞行员看到炸弹做自由落体运动，是一条直线；地面上的人看到炸弹做平抛运动，是一条曲线．
故答案为：平抛，曲线，直线
炸弹做平抛运动，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，
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律，知道炸弹在空中处于竖直线上．
 

15.【答案】匀速直线  自由落体
 

【解析】解：铅球做平抛运动，在水平方向上不受力，有水平初速度，根据牛顿第一定律知，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上仅受重力，初速度为零，做自由落体运动．
故答案为：匀速直线，自由落体
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．可根据牛顿定律分析．
解决本题的关键知道平抛运动的研究方法：运动的分解法，并要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律．
 

16.【答案】改变  不变  AD
 

【解析】解：打击与力度不同，A球平抛初速度不同，运动轨迹会发生改变，但B球始终做自由落体，所以B球路线不变；
球沿水平方向抛出做平抛运动，同时B球被松开，自由下落做自由落体运动，发现每次两球都同时落地，说明平抛竖直方向的分运动是自由落体运动，
在水平方向上，相等时间内通过的水平位移相等，说明在水平方向做匀速直线运动；
故答案为：改变，不变；；
不同力度打击，小球A的初速度不同，小球B始终做自由落体运动，结合运动的规律分析落地时间；
球沿水平方向抛出做平抛运动，其在竖直方向上的运动与做自由落体的B物体相同，说明平抛竖直方向的分运动是自由落体运动，
在水平方向上，相等时间内通过的水平位移相等，说明在水平方向做匀速直线运动；
解决本题的关键知道实验的原理，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，运动的时间由高度决定。
 

17.【答案】水平，初速度相同；

；

；。

【解析】

【分析】
平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平；同时为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，要求小球平抛的初速度相同；
点为平抛的起点，水平方向匀速，竖直方向自由落体，据此可正确求解；
根据竖直方向运动特点，求出物体运动时间，然后利用水平方向物体做匀速运动，可以求出其水平速度大小，利用匀变速直线运动的推论可以求出B点的竖直分速度大小。
本题不但考查了平抛运动的规律，还灵活运用了匀速运动和匀变速运动的规律，是一道考查基础知识的好题目。
【解答】
平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放；
由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：

 
将，，代入解得：；
由图可知，物体由和由所用的时间相等，且有：
，由图可知，代入解得：，
，将，代入解得：，
竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有： 。
故答案为：水平，初速度相同；；，。  

18.【答案】解：间的高度差 
 根据平抛运动规律有：
水平方向：
 竖直方向： 
解得空中飞行时间
 起跳时的速度；
 根据机械能守恒定律有 
着陆时的速度大小。
另解竖直分速度
 着陆时的速度大小。
答：起跳时的速度大小为；
在空中飞行的时间为2s；
着陆时的速度大小为。
 

【解析】本题主要考查平抛运动基本规律及应用。
运动员水平跃起后做平抛运动，根据竖直位移求出运动的时间，再根据水平位移和时间求出起跳的初速度；
 根据机械能守恒定律求出着陆时的速度大小；也可由分速度公式求出运动员着陆时的竖直分速度，再合成求解。
 

19.【答案】解：OP段，根据动能定理得：
由平抛运动规律和几何关系有，物块的水平射程：
 
小球的竖直位移：
 
由几何关系有：
 
由有：
由式解得 
由图象知：，，
解得
答：OP间的距离s是。
 

【解析】对OP段，运用动能定理列出F与s的关系。抓住小球平抛运动运动的竖直位移和水平位移的比值等于斜面倾角的正切值，得出F和水平射程x的关系式，结合图象找到截距和斜率的数值，即可解得s。
本题知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，把握两个过程之间速度关系。注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距。