1、专题53 实验研究平抛运动学年高一物理必第五章 曲线运动第3节 实验：研究平抛运动1在“研究平抛物体的运动”实验时，下列因素中会使该实验的误差增大的是A球与斜槽间有摩擦B安装斜槽时其末端水平C建立坐标系时，x轴、y轴正交，但y轴不够竖直D根据曲线计算平抛运动初速度时，曲线上取作计算的点离原点O较远【答案】C2要探究平抛运动的物体在水平方向上的运动规律，可采用A从抛出点开始等分水平位移，看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1:4:9:16B从抛出点开始等分水平位移，看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1:3:5:7C从抛出点开始等分竖直位移，看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1:3:5:7D从
2、抛出点开始等分竖直位移，看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1:1:1:1【答案】B【解析】物体做平抛运动，竖直方向则有，水平方向，若从抛出点开始等分水平位移，看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1:3:5:7.故A错误，B正确；同理，若从抛出点开始等分竖直位移，根据位移与时间公式，可知，它们的时间之比为，相应时间间隔内的水平位移之比为，故CD错误；故选B。【点睛】水平抛出的物体，不计空气阻力，只受重力，加速度为g，速度变化量由加速度的定义式分析；水平方向做匀速直线运动，由分析水平位移之比；竖直方向做自由落体运动，根据推论求解位移之比。3在利用图示装置“探究平抛物体运动的规律”实验中，下述操作
3、方法不正确的是A检查斜槽末端的切线是否水平，可将小球置于槽口看是否静止B检查木板是否在竖直面内时，利用重垂线看它是否和木板平行来判断C必须选择光滑斜槽且小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放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【答案】C4在探究平抛运动规律的实验中，下列因素对探究规律有影响的是A弧形轨道末端水平B弧形轨道不光滑C实验小球为轻质小球D坐标原点不在抛出点【答案】C【解析】A、弧形轨道末端不水平，小球抛出后不做平抛运动，而是做斜抛运动，对求出的速度有影响，弧形轨道末端水平，小球抛出后做平抛运动，故A不正确；B、只要每次释放小球的位置相同，轨道末端水平，弧形轨道
4、是否光滑对实验没有影响，故B错误；C、实验小球为轻质小球，空气阻力对小球影响较大，对初速度有影响，故C正确；D、只要小球做平抛运动，根据描出的轨迹求初速度，与坐标原点的选择无关，故D错误；故选C。5如图为用频闪摄影方法拍摄的小球做平抛运动的照片，小球在运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示。下列说法正确的是A若已知小方格的边长，可求得平抛的初速度B若已知小方格的边长，可求得频闪周期C若已知小方格的边长和当地的重力加速度，可求得a、b、c、d任一点的速度D若已知小方格的边长和频闪周期，不可以求得当地的重力加速度【答案】C度与时间关系，进而求得其它点的速度，故C正确，ABD错误；故选C。【
5、点睛】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，根据竖直方向上位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移求出小球的初速度。6如图是平抛竖落仪，用小锤打击弹性金属片，金属片把a球沿水平方向抛出，同时b球松开自由落下，两球质量相等，不计一切阻力。下列说法正确的是Ab球比a球先落地B下落相同高度时，两球速率相等C两球下落过程的加速度不相同D落地时，两球竖直方向的速度相等【答案】D【解析】a球做平抛运动，b球做自由落体运动，不论a球的初速度如何，两球都同时落地，从而说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动，则它们的加速度相同，故AC错误；虽竖直方向做自由落体运动，但平抛的球有水
6、平速度，因此下落相同高度时，两球速率不相等，故B错误；两球在竖直方向做自由落体运动，则两球竖直方向的速度相等，故D正确；故选D。7用如图装置做“研究平抛运动”实验时，下列操作正确的是A用重垂线确定y轴方向B用目测判断斜槽末端切线是否水平C用重垂线判断斜槽末端切线是否水平D每次从轨道上不同位置释放小球【答案】A8如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后A竖直方向的分运动是自由落体运动B竖直方向的分运动是匀
7、速直线运动C水平方向的分运动是匀速直线运动D水平方向的分运动是匀加速直线运动【答案】A【解析】由于AB两球同时从同一高度开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律：即速度加速度总是相同。由于B球做自由落体运动，故A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动，而A球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律。故A正确，BCD错误。故选A。【点睛】虽然我们知道A球在水平方向做匀速直线运动，但本题中在水平方向没有可以参照的物体，故无法判定其在水平方向的运动情况。做实验时，推断结论需要证据的支持，不能主观臆断。9做平抛运动的物体，每秒速度
8、的增量总是A大小相等，方向相同B大小不等，方向不同C大小相等，方向不同D大小不等，方向相同【答案】A10如图所示，用频闪相机拍摄“研究物体做平抛运动规律”的照片，图中、为三个同时由同一点出发的小球。为球在光滑水平面上以速度运动的轨迹；为球以速度水平抛出后的运动轨迹；为球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹，可得出结论A平抛运动水平方向的分运动是自由落体运动B平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动C平抛运动可分解为水平方向的自由落体运动和竖直方向的匀速直线运动D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【答案】D【解析】频闪相机的频闪时间是相同的，由图知，AA中每个小球的
9、间距是相同的，时间相同，所以水平方向是做匀度直线运动，CC轨迹，是小球自由下落轨迹，平抛运动是在只受重力的情况下进行的，所以小球下落时做的是自由落体运动，故D正确11安装平抛运动实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是A保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B保证小球飞出时，初速度水平C保证小球在空中运动的时间每次都相等D保证小球运动的轨迹是一条抛物线【答案】B【点睛】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
10、定的斜槽要在竖直平面内。12为研究平抛物体的运动，可做如图所示的实验。用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动。在不同高度多次重复该实验，两球总是同时落到地面。该实验A只能说明水平方向的分运动是匀速直线运动B只能说明竖直方向的分运动是自由落体运动C不能说明A、B选项中的任何一条规律D能同时说明A、B选项中的两条规律【答案】B【解析】在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，不能说明水平方向上的运动规律，故B正确，ACD错误。故选B。13为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度
11、的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：序号抛出点的高度/m水平初速度/（ms-1）水平射程/m102020402020306030452060404541250802086080624以下探究方案符合控制变量法的是A若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据B若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据C若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据D若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据【答案】A14一个学生在“研究平抛物体的运动”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产生的原因可能是A小球
12、滚下的高度较其它各次高B小球滚下的高度较其它各次低C小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍D小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度【答案】BC【解析】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，不符合，故A错误；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；小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍，会使平抛的初速度偏小，符合，故C正确；小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度，则平抛的初速度偏大，不符合，D错误。所以BC正确，AD错误。15在“研究平抛物体的运动”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点位置是（设小球半径为r）A斜槽口末端O点B小球在槽口时，球心在木板上的投
13、影点C槽口O点正前方r处D小球放在槽口末端时，过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处【答案】BD【解析】小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，而是球的球心在槽口上方时，球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项D的说法即可。故选BD。16在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是A重垂线 B停表 C坐标纸或白纸 D天平【答案】AC17在研究平抛运动的实验中，实验操作注意事项有：（1）固定斜槽时，要保证斜槽末端_。（2）小球每次从槽上_滑下。【答案】水平 同一位置无初速度【解析】（1）要保证小球
14、做平抛运动，所以斜槽末端保持水平；（2）为了保证小球做平抛运动的初速度相同，小球每次应从同一位置无初速度滑下。18在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度为_，小球经过B点的速度大小是_m/s。【答案】1 m/s 【解析】小球做平抛运动，在竖直方向上，y=gt2，在水平方向，小球平抛的初速度；B点的竖直分速度；B点的速度。【点睛】对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题。19如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实
15、验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度_。【答案】【点睛】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，以及分运动和合运动具有等时性。20小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。（1）小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。下列说法正确的是_。A应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道的末端必须保持水平D本实验必需的器材还有刻度尺和停表（2）小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图乙为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm，不计空
16、气阻力，取重力加速度。则照相机两次闪光的时间间隔_s，小球被抛出时的水平速度_m/s。【答案】（1）AC （2）0.1 2【解析】（1）A为使小球做平抛运动的初速度相等，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，所以A正确；B只要每次把小球从轨道同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，斜槽轨道没有必要光滑，故B错误；C为使小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽轨道的末端必须保持水平，所以C是正确的；D本实验不需要用秒表测量时间，故D错误；故选AC。（2）小球在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论：可得，小球的水平速度。21某同学在做“研究平抛运动”的实验时，让同一个小球多次沿斜槽运动，通过
17、描点法画小球做平抛运动的轨迹。（1）关于本实验，下列说法正确的是_A记录小球位置用的横梁每次必须严格地等距离下降B小球运动时不能与木板上的白纸(或方格纸)相碰C实验前要使得木板处于竖直面内D释放小球时，只需将小球从斜槽上同一位置释放即可 （2）如图为研究小球做平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分(x方向为水平方向)。实验中所用的坐标纸的坐标格是由边长为5 cm的正方形小方格组成，重力加速度g取10 m/s2。由图分析计算可得：照相的闪光频率为_Hz；小球抛出时的初速度大小为_m/s，小球经过C点时竖直方向的分速度为_m/s(以上结果均保留两位有效数字)。【答案】（1）BC （2）10 2.5 4.
18、0（2）由图可知：竖直方向，解得，则；初速度；小球经过B点时竖直方向的分速度为，则小球经过C点时竖直方向的分速度为。22图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（g取9.8 m/s2）（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_。（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_m/s。（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L5 cm，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_m/s。【答案】（1）初速度相同 （2）1.6 （3）1.4823做“研究平
19、抛运动”实验中（1）除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是_A刻度尺 B重锤与线 C天平 D弹簧秤 E秒表（2）为保证小球离开斜槽后做平抛运动，应使斜槽末端_。为保证小球每次在空中做平抛运动的轨迹是相同的，每次在斜槽上静止释放小球时应做到_。【答案】（1）AB （2）切线水平 从相同位置释放【解析】（1）在“研究平抛物体的运动”实验时，还需要重锤与线，来确定y轴，刻度尺测量距离，由于实验不需要测量小球的质量以及运动的时间，所以不需要秒表、天平、弹簧秤，故选AB。（2）为了保证小球做平抛运动，斜槽的末端必须水平；为保证小球每次在空中做平抛运动的轨迹是相同的，每次在斜槽上静止释
20、放小球时应做到从相同位置释放。24在“研究小球做平抛运动”的实验中：（1）安装实验装置的过程中，斜槽末端切线必须是水平的，这样做的目的是_。A保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B保证小球飞出时，初速度水平C保证小球在空中运动的时间每次都相等D保证小球运动的轨迹是一条抛物线（2）在做“研究平抛运动”实验中，引起实验结果偏差较大的原因可能是_。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）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明_；某同学设计了如图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一
21、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与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是_，这说明_。【答案】（1）B （2）B （3）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 球1落到光滑水平板上并击中球2 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动 0.1 1.5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
22、验误差。综上所述，会引起实验误差的有，故ACD错误，B正确。（3）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。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，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。25（1）在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置，以下操作合理的是_。A选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该保证A、B两球同时开始运动B选用装置2时，要获得
23、稳定细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放D除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧的照片，获得平抛轨迹（2）某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方格边长9.8 cm，当地的重力加速度为g=9.8 m/s2。若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为平角直角坐标系的正方向，则没有被拍摄到的小球（在图中没有方格的区域内）位置坐标为_用图中格数表示坐标，比如图中标记为2的小球坐标为：（2，1）。小球
24、平抛的初速度大小为_m/s。【答案】（1）ABD （2）(6，6) 1.96【解析】（1）选用装置1研究平抛物体竖直分运动，就要保证AB两球是同时开始运动，同时落地，就能证明平抛的竖直分运动是自由落体运动，A正确；选用装置2时,要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，就要保持喷嘴处的压强不变，所以要求竖直管上端A一定要低于水面，B正确；选用装置3时，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才能保证每次小球的抛出速度相同，C错误；除上述装置外，用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片，也可以获得平抛运动的轨迹，D正确故选ABD。2l0，纵坐标l0，故没拍摄的小球的坐标为(6，6)。竖直方向做匀变速运动可得：，可求得：T=0.1 s，所以平抛的初速度大小为。【点睛】关键掌握“研究平抛运动”实验的注意事项，以及知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，灵活运用运动学公式求解。
