物理必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点巩固练习

这是一份物理必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点巩固练习，共15页。试卷主要包含了单选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。

1．一小球被水平抛出，做平抛运动。若从小球被抛出开始计时，则小球在运动过程中（ ）
A．小球做变加速曲线运动B．加速度大小与时间成正比
C．速度大小与时间成正比D．速度增量的大小与时间成正比
2．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
3．如图所示，蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，就在子弹出枪口时，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠一定能逃脱厄运而不被击中的是（设树枝足够高）（ ）
A．自由落下B．竖直上跳
C．迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝D．背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝
4．在“研究平抛运动”的实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测的数据有( )
①小球开始滚下的高度 ②小球在空中飞行的时间 ③运动轨迹上某点P的水平坐标 ④运动轨迹上某点P的竖直坐标
A．①②B．②③C．③④D．①④
5．在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度水平向右抛出，同时在M点右方地面上N点处，将S2球以初速度斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中（ ）
A．初速度大小关系为
B．速度变化量相等
C．水平位移相同
D．都不是匀变速运动
6．如图所示，在A点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S．现将小球从A点正对着竖直墙水平抛出，不计空气阻力，则打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是（ ）
A．匀速直线运动
B．自由落体运动
C．变加速直线运动
D．匀减速直线运动
7．下列说法不正确的是
A．判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合外力方向与速度方向是否在一条直线上
B．静止物体在恒定外力作用下一定做直线运动
C．判断物体是做匀变速运动还是非匀变速运动应看所受合外力是否恒定
D．匀变速运动的物体一定沿直线运动
8．在“探究平抛运动的规律”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中错误的是( )
A．小球平抛的初速度不同
B．小球每次做不同的抛物线运动
C．小球在空中运动的时间每次均不同
D．小球通过相同的水平位移所用的时间均不同
9．如图所示，P是水平地面上的一点，A、B、C、D在同一条竖直线上，且AB=BC=CD.从A、B、C三点分别水平抛出一个物体，这三个物体都落在水平地面上的P点．则三个物体抛出时的速度大小之比为vA∶vB∶vC为( )
A．
B．
C．1∶2∶3
D．1∶1∶1
10．如图所示一架飞机水平地匀速飞行，飞机上每隔1s释放一个铁球，先后共释放4个，若不计空气阻力，则落地前四个铁球彼此在空中的排列情况是( )
A．B．C．D．
11．如图所示，从水平地面上不同位置斜向上抛出的三个小球沿三条不同的路径运动，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的。若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．沿路径1抛出的小球落地的速率最小
B．沿路径3抛出的小球在空中运动时间最长
C．三个小球抛出的初速度的竖直分量相等
D．三个小球抛出的初速度的水平分量相等
12．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下落，而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，根据小球撞击木板时在白纸上留下的点迹，可得小球平抛时的水平位移分别为 、 、 ，已知平抛运动在竖直方向的运动规律与自由落体运动相同，则（ ）
A．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
B．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
C．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
D．若 ，则能说明小球在水平方向做匀速直线运动
二、解答题
13．如图所示，在斜面的点正上方高处的点以水平初速度，抛出一个小球，小球正好垂直地撞在倾角的斜面上，不计空气阻力，求小球的初速度和在空中运动的时间（取）。
14．如图所示，一个少年脚踩滑板沿倾斜街梯扶手从A点由静止滑下，经过一段时间后从C点沿水平方向飞出，落在倾斜街梯扶手上的D点。已知C点是第二段倾斜街梯扶手的起点，倾斜的街梯扶手与水平面的夹角θ=37°，C、D间的距离s=3.0m，少年的质量m=60kg。滑板及少年均可视为质点，不计空气阻力。取sin37°=0.60，cs37°=0.80，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)少年从C点水平飞出到落在倾斜街梯扶手上D点所用的时间t；
(2)少年从C点水平飞出时的速度大小；
(3)少年飞行过程中，离街梯最远时的速度大小。
15．如图中是一小球做平抛运动时被拍下的频闪照片的一部分，背景标尺每小格表示 5cm。g=10 m/s2。由这张照片可得：
（1）闪光周期为多大？
（2）小球做平抛运动的初速度多大?
（3）试在图中画出第四次拍照时小球的位置。
16．如图所示，A、B两个小球在足够高的位置处紧挨在一起，两球用长为L=7m的轻绳连接，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，问：
（1）若B球固定，A球由静止释放，经多长时间t1绳子绷紧？（结果可保留根号）
（2）若A球由静止释放的同时，B球以水平初速度v0=7m/s抛出，绳子即将绷紧时B球的速度vB大小？（结果可保留根号）
（3）若A球固定，B球以水平初速度m/s抛出，经多长时间t3绳子绷紧？
三、填空题
17．做杂技表演的汽车从高台上水平飞出，在空中运动一段时间后着地．一架相机通过多次曝光，得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，如图所示（虚线为正方形格子）．已知汽车长度为3.6m，相邻两次曝光的时间间隔相等，第 三个像是汽车着地瞬间的像，由照片可以推算出汽车飞出高台时的速度大小为____m/s，高台离地面的高度为______m．（取g=10m/s2）
18．两同高度斜面，倾角分别为α、β小球1、2分别由斜面顶端以相同水平速度V0抛出（如图），假设两球能落在斜面上，则：
①飞行时间之比__________________
②水平位移之比__________________
③竖直下落高度之比___________________
19．本题有①、②两个小题，每位考生只需自主选做其中一个小题．
①竖直升降电梯的箱状吊舱在匀速上升的过程中，舱顶有一个螺钉脱落．已知吊舱高度为h，重力加速度为g，则这个螺钉从舱顶落到地板所需时间是____________．
②在研究“平抛运动”的规律时，我们运用了“运动合成与分解”的研究方法．用同样的方法研究“竖直上抛运动”，可以得到其速度公式和位移公式为：_________________．
20．某同学在做实验时得到了如图所示的物体做平抛运动的轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．其中x、y坐标轴分别沿水平方向和竖直方向，则：
（1）小球平抛的初速度为______ m/s．（重力加速度g=10m/s2）
（2）小球运动到b点的速度为______m/s．
（3）小球开始做平抛运动的位置坐标为x=______cm，y=______cm．
（4）从坐标原点到c点的这段时间内小球的速度变化量为______m/s．
参考答案
1．D
【详解】
AB．物体做平抛运动，加速度为重力加速度，小球在运动过程中加速度不变，故AB错误；
C．设物体从抛出到某一位置的经过时间t，竖直速度为
水平速度为v0，则速度为
所以速度大小与时间不成正比，故C错误；
D．平抛运动的加速度不变，则速度的增量为
所以速度的增量大小与时间成正比，故D正确。
故选D。
2．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。
3．B
【分析】
子弹做的是平抛运动，在竖直方向上就是自由落体运动，子弹和松鼠在同一高度，所以如果松鼠在竖直方向上也是自由落体运动，那么松鼠必定被击中．
【详解】
A．子弹在竖直方向上是自由落体运动，子弹和松鼠在同一高度，若松鼠做自由落体运动，那么松鼠和子弹在竖直方向上的运动是一样的，它们始终在一个高度上，所以松鼠一定会被击中，故A错误；
B．子弹在竖直方向上是自由落体运动，子弹和松鼠在同一高度，若竖直上跳时，在竖直方向上和子弹的运动过程不一样，能逃过厄运，故B正确；
CD．子弹在竖直方向上是自由落体运动，子弹和松鼠在同一高度，不论是迎着枪口还是背着枪口，松鼠在竖直方向上都是自由落体运动，松鼠都会被击中，都不能逃脱厄运，故CD错误．
【点睛】
平抛运动在水平方向上分解为匀速直线运动，在竖直方向上分解为自由落体运动．把握运动规律，求解问题．
4．C
【详解】
由平抛运动规律，竖直方向，水平方向x＝v0t，因此，可见只要测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y，就可求出初速度v0，故③和④正确．故选C.
【点睛】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，结合等时性，运用运动学公式灵活求解．
5．B
【详解】
A．设球的速度与水平方向夹角为，由于两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，说明它们的水平位移大小相等，又由于运动的时间相同，所以它们在水平方向上的速度相等，即，所以，选项A错误；
B．由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，所以它们速度的变化量相等，选项B正确；
C．在水平方向上，它们的运动方向相反，位移方向也相反，所以位移不相同，选项C错误；
D．由于两个球都只受到重力的作用，如速度都是重力加速度，加速度恒定，是匀变速运动，选项D错误。
故选B。
6．A
【详解】
试题分析：由图中两个三角形相似可得，，而，联立解得，即影子的位移与时间成正比，所以小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是匀速直线运动，故选项A正确．
考点：平抛运动、自由落体运动
【名师点睛】根据图中两个三角形相似得到影子位移与时间的关系式，再根据自由落体运动位移时间关系公式列式，然后联立得到影子位移与时间的关系式，最后分析讨论．
7．D
【详解】
判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合外力方向与速度方向是否在一条直线上，若在一条直线上为直线运动，若不在一条直线上为曲线运动，选项A正确；静止物体在恒定外力作用下一定做直线运动，选项B正确； 判断物体是做匀变速运动还是非匀变速运动应看所受合外力是否恒定，若是恒力，则做匀变速运动，选项C正确； 匀变速运动的物体也可能是曲线运动，不一定沿直线运动，例如平抛运动，选项D错误；此题选择错误的选项，故选D.
8．C
【详解】
A、根据功能关系可知，小球从斜槽滚下的初始位置不同，则平抛的初速度就不同，故A正确；
B、由于平抛的初速度不同，因此平抛运动的轨迹也不同，故B正确；
C、由于平抛的出位置相同，因此竖直高度相同，根据自由落体运动规律可知，平抛的时间是相同的，故C错误；
D、平抛运动水平方向是匀速直线运动，由于初速度不同，因此小球通过相同的水平位移所用的时间均不同，故D正确．
题目让选错误的，所以选C．
【点睛】
深刻理解平抛运动水平和竖直方向的运动特点，尤其是掌握匀变速直线运动的规律和推论是解决平抛运动问题的关键．
9．A
【详解】
试题分析：竖直方向：水平方向：；解得：，由题意知：，水平射程相同，故
考点：平抛运动．
10．B
【详解】
铁球飞出后做平抛运动，水平方向的分速度与飞机速度相同，竖直方向铁球的速度越来越大，距离越来越大，B对；
11．C
【详解】
将斜抛运动分解到水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动。
BC．竖直方向上，根据
且
由于三个小时球竖直上升的高度相同，因此运动时间相同，并且抛出的初速度的竖直分量相等，B错误，C正确；
AD．由于在相等的时间内，球1的水平位移最大，因此抛出时，球1的初速度的水平分量最大，而落地时竖直分量向等，因此落地时，球1的速率最大，AD错误。
故选C。
12．B
【详解】
由题意，设小球的运动时间为t，根据自由落体运动规律有
解得
由上式可知，小球下落高度分别为h、2h、3h时的运动时间之比为
所以若
则能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。
13．；
【详解】
将小球垂直撞到斜面上的速度沿水平方向和竖直方向进行分解，如图所示，由几何知识知，和竖直方向的夹角为，根据平抛运动的规律得
……①
小球的初速度为，则水平位移为
竖直位移为
由几何知识得
……②
将数据代入①②解得
14．(1) 0.6s；(2) 4.0m/s；(3) 5.0m/s
【详解】
(1)少年从点水平飞出做平抛运动，在竖直方向
解得
(2)在水平方向
解得
(3)离街梯最远时，速度方向与水平方向的夹角为，则
合速度为
代入数据得
15．（1）0.1s（2）1.5m/s（3）图见解析。
【详解】
（1）竖直方向，根据解得
（2）小球做平抛运动的初速度
（3）小球在连续相等时间内的竖直位移之比为1：3：5，则第四次拍照时的位移如图；
16．（1）（2）（3）1s
【分析】
（1）A球做自由落体运动，根据自由落体运动规律进行求解时间；
（2）两个球竖直方向均为自由落体运动，水平方向上B球相对A球做匀速直线运动，然后按照运动的合成与分解进行求解即可；
（3）B球做平抛运动，绳子绷紧时，B球的合位移大小等于绳长，按照平抛运动进行求解；
【详解】
（1）A球做自由落体运动：
代数据得： ；
（2）A、B两球在竖直方向上保持相对静止，水平方向上B球相对A球做匀速直线运动，绳子即将绷紧时水平距离有：，得
则B球竖直方向的瞬时速度为：
所以B的合速度为：；
（3）B球做平抛运动，绳子绷紧时，B球的合位移大小等于绳长，
B球水平位移：
B球竖直位移：
此时，解得．
【点睛】
本题主要考查了物体做自由落体运动和平抛运动的相关规律了，明确两物体间的位移关系即可求解．
17．12 11.25
【详解】
在竖直方向上，根据△y=gT2得，
T=s=0.6s
则汽车离开平台的速度
v0=x/T=m/s=12m/s.
第二个图竖直方向上的瞬时速度
vy2=m/s=9m/s
则落地的竖直分速度
vy=vy2+gT=9+10×0.6m/s=15m/s
高台离地面的高度
h=m=11.25m.
【点睛】
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，根据竖直方向上△h=gT2，求出相等的时间间隔T，再根据水平方向的水平位移，求出平抛运动的初速度；
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第二个图在竖直方向上的分速度，结合速度时间公式求出落地的速度，根据速度位移公式求出平台离地的高度．
18．tanα：tanβ tanα：tanβ tan2 α ：tan2 β
【详解】
（1）对于球1： ，得到运动时间，同理，对于球2，有 ，则得：t1：t2=tanα：tanβ
（2）小球水平方向做匀速直线运动，则有 x=v0t，则得：水平位移之比x1：x2=t1：t2=tanα：tanβ
（3）竖直方向上小球做自由落体运动，则球1下落高度 ，球2下落高度
则得到h1：h2=tan2α：tan2β
点睛：本题是有条件的平抛运动，关键是斜面倾角的运用．要注意斜面倾角的正切等于竖直位移与水平位移之比，不等于竖直方向速度与水平方向速度之比．
19． ，
【详解】
试题分析：①由于吊舱在匀速上升，故螺钉从舱顶落到地板所需时间与在地面上落到地板所用的时间是相等的，故根据h=得，时间t=；
②竖直上抛运动的速度公式为，位移公式为．
20．2 2.5 10 -1.25 2
【详解】
试题分析：（1）在竖直方向上，
则小球平抛运动的初速度
（2）b点在竖直方向上的分速度，
小球运动到b点的速度为
（3）b点在竖直方向上的分速度，则运动的时间
水平方向上的位移，竖直方向上的位移y=
所以开始做平抛运动的位置坐标，
（4）小球从坐标原点到c点的这段时间内小球的速度变化量就是竖直方向速度的变化量，
所以
【名师点睛】
根据运动的分解，把平抛运动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，利用运动轨迹上的点和竖直方向的运动求出两点的时间间隔，在利用水平方向的运动求初速度，进一步找到抛出点，轨迹上任一点的速度都是水平和竖直速度的矢量和，另外，速度的变化只体现在竖直方向．