2020-2021学年高中物理新人教版必修第二册 5.3实验：探究平抛运动的特点 课时作业9(含解析

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9（含解析）
1．在利用斜槽轨道研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是（）
A．必须称出小球的质量B．斜槽轨道必须是光滑的
C．斜槽轨道末端必须是水平的D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下
2．如图所示，排球运动员站在发球线上正对球网跳起从O点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球。

速度较小的排球落在A点，速度较大的排球落在B点，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）
A．两排球下落相同高度所用的时间相等
B．两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相间
C．两排球通过相等的水平距离，落在A点的排球所用的时间较少
D．两排球在落地前的一小段相等时间内，落在B点的排球下降的高度较小
3．随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。

如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。

由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴。

则下列正确的是()
A．球被击出后做平抛运动
B．该球从被击出到落入A 2h g
C．球被击出时的初速度大小为2g h
D．球被击出后受到的水平风力的大小为mgL h
4．下列哪些因素会使“ 研究平抛物体的运动” 实验的误差增大（）
A．小球与斜槽之间有摩擦
B．安装斜槽时其末端不水平
C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点较远
5．在做“研究平抛物体的运动”的实验中，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。

为了能较准确地描绘运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为哪些操作是正确的（）
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
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．记录小球的位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
6．如图所示，车厢内的后部有一相对车厢静止的乘客，车厢内的前部有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，小球与车厢一起沿平直轨道以速度v匀速前进。

某时刻细线突然断裂，小球落向车厢底板，这一过程中车厢始终以速度v匀速前进。

若空气阻力可忽略不计，对于小球从线断裂至落到车厢底板上之前的运动，下列说法中正确的是
A．相对于乘客，小球做自由落体运动
B．相对于乘客，小球的运动轨迹为斜向前的直线
C．相对于地面，小球的运动轨迹为抛物线
D．相对于地面，小球做自由落体运动
7．为了探究平抛运动的规律，将小球A和B置于同一高度，在小球A做平抛运动的同时静止释放小球B。

同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析。

通过多次实验，下列说法正确的是（）
A．只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动
B．两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动
C．只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动
D．两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动
8．在研究平抛物体的运动实验中，所需要的器材除白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台外，还需要（）
A．秒表B．天平
C．重垂线D．测力计
9．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。

小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，关于该实验，下列说法中正确的是
A．A球先落地
B．在空中运动时两球的加速度相同
C．落地时B球的速度比A球大
D．增加装置的高度，B球先落地
10．用细绳拴一个质量为m的光滑小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x(小球与弹簧不拴连)，弹簧劲度系数为k，如图所示。

将细绳剪断后（）
A．小球立即获得kx
m
的加速度B．小球在细绳剪断瞬间起开始做平抛运
动
C．小球落地的时间小于2h
g
D．小球落地的速度大于2gh
11．一架飞机在高空中由西向东沿水平方向做匀速飞行，飞机每隔相同时间空投一个物体，共连续空投了6个物体（不计空气阻力）。

下图是从地面某时刻观察到的6个空投物体的位置，其中正确的是（）
A．B．
C．D．
12．一个晴朗无风的冬日，滑雪运动员从雪坡上以
v的水平速度滑出，落在雪坡下面的
水平面上，运动员在空中保持姿势不变。

则当
v增大时（）
A．落地时间增大B．飞出的水平距离增大
C．落地时速度减小D．落地时速度方向不变
13．如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向抛出，Q球同时被松开而自由下落．则下列说法中正确的是
A．P球先落地
B．Q球先落地
C．两球下落过程中速度变化量相等
D．两球落地时速度方向相同
14．一小球被水平抛出，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．加速度大小与时间成正比
B．速度大小与时间成正比
C．速度的增量大小与时间成正比
D．位移大小与时间的二次方成正比
15．决定平抛物体在空中运动时间的因素是（）
A．初速度
B．抛出时物体的高度
C．抛出时物体的高度和初速度
D．以上说法都不正确
16．(1)在做“研究平抛运动”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．游标卡尺B．秒表C．坐标纸
D．天平E．弹簧测力计F．重垂线
(2)实验中，下列说法正确的是（________）
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
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
E．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17．在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L ＝1.25cm。

若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为V0＝__（用L、g 表示），其值是______（取g＝9.8m/s2）。

18．如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。

离开圆弧轨道后，A 球做平抛运动，B 球进入一个光滑的水平轨道，则：
（1）B 球进入水平轨道后将做_____运动；改变A 轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A 球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：_____。

（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P 点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5 cm，则可算出A 铁球刚达P 点的速度为________m/s。

（g 取10 m/s2，结果保留两位小数）。

参考答案
1．CD
【详解】
A. 实验中没必要称出小球的质量，A 错误；
B. 斜槽轨道没必要必须是光滑的，只要小球到达底端的速度相等即可，B 错误；
C. 斜槽轨道末端必须是水平的，以保证小球做平抛运动，C 正确；
D. 应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下，以保证到达底端的速度相等，D 正确；
故选CD 。

2．AB
【详解】
A ．从同一高度水平发出两个速度不同的排球，根据平抛运动规律，竖直方向上有
212
h gt = 可知两排球下落相同高度所用的时间相等，A 项正确；
B ．由2
2y v gh =可知两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相同，B 项正确； C ．由平抛运动规律可知水平方向上有x =vt ，可知速度较大的排球通过相等的水平距离所用的时间较少，C 项错误；
D ．由于做平抛运动的排球在竖直方向的运动为自由落体运动，两排球在落地前的一小段相等时间内下降的高度相同，D 项错误。

故选AB 。

3．BCD
【详解】
A.小球击出后，受重力和水平风力两个力，不是平抛运动，故A 错误；
B.球在竖直方向上做自由落体运动，由 21=2
h gt 知
t
故B 正确；
C.球在水平方向上做匀减速直线运动，由
00=
2
v L t 知
0=v 故C 正确；
D.水平方向由 =F ma
0=v at
知
=
mgL F h
故D 正确。

故选BCD 。

4．BC
【详解】 A ．小球与斜槽之间有摩擦，不影响实验的测量，只要保证每次从斜槽的同一位置由静止释放，A 不符合题意；
B ．要保证小球每次离开斜槽时都具有相同的水平初速度，斜槽末端若不水平，小球离开斜槽时的速度就不水平，小球在空中的运动就不是平抛运动，误差自然加大，B 符合题意；
C ．建立坐标系时，应以小球在斜槽末端球心在木板上的投影为坐标原点，以斜槽末端端口位置为坐标原点必然会造成误差，C 符合题意；
D ．若曲线上的点离原点较远，这样在位移x 、y 的测量上就会减小误差，从而导致计算出来的初速度误差较小，D 不符合题意。

故选BC 。

5．ABC
【详解】
A ．为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平，故A 正确；
BC ．为了保证小球做平抛运动的初速度相同，则每次从同一位置由静止释放小球．故BC
C．记录小球的位置用的铅笔每次不需要严格地等距离下降，故D错误。

故选ABC。

6．AC
【详解】
AB．乘客和小球水平方向具有相同的速度，则相对于乘客，小球做自由落体运动，小球的运动轨迹为竖直向下的直线，选项A正确，B错误；
CD．相对于地面，小球做平抛运动，小球的运动轨迹为抛物线，选项C正确，D错误。

7．D
【详解】
在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律；在图乙的实验中，通过频闪照片，发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动，频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平位移相等，知水平方向做匀速直线运动，故D正确，A、B、C错误；
故选D。

8．C
【详解】
在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台外，还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，故C正确，ABD错误。

故选C。

9．B
【详解】
AB．根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，两球均只受重力，加速度为重力加速度g，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此两球将同时落地，故A错误，B正确；
C．由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，两者落地时有相同的竖直分速度，但A球还有水平分速度，故落地时A球的速度比B球大，故C错误；D．增加装置的高度，两球还是由相同高度同时自由落体和平抛，在空中的运动时间相同，只是变长，则两球依然同时落地，故D错误。

10．D
【解析】
【详解】
A ．细绳剪断前小球受重力、弹力和拉力的作用，处于平衡状态，故弹力和重力的合力为：
F 合
剪断细线瞬间，弹力和重力不变，则两力的合力不变，根据牛顿第二定律有：
F 合=ma
解得：
a = A 错误；
B ．平抛运动只受重力；将细绳烧断后，小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，所以不是平抛运动，B 错误；
C ．小球竖直方向只受重力，竖直分运动是自由落体运动，根据自由落体运动规律有：
212
h gt =
故小球落地的时间t =C 错误； D ．如果不受弹簧弹力，小球做自由落体运动，根据自由落体运动规律有：
22v gh =
解得落地速度v =
D 正确。

故选D 。

11．D
【详解】
因为物体做平抛运动运动，飞机做匀速直线运动，则平抛运动的水平速度都等于飞机的速度，则对于某物体来说某时刻水平位移等于飞机的位移，则物体总是在飞机的正下方，即六个物体在飞机正下方排成一列竖直直线，因在竖直方向上做自由落体运动，所以相等时间间隔内
的位移越来越大。

ABC 图不符合题意，D 图符合题意。

故选D 。

12．B
【解析】
【详解】
A ．运动员做平抛运动，则运动时间由竖直高度决定，则初速度变大时，落地时间t 不变，选项A 错误；
B ．根据x=v 0t 可知，飞出的水平距离增大，选项B 正确；
C ．落地时水平速度变大，竖直速度v y =gt 不变，则落地时速度变大，选项C 错误；
D ．落地时水平速度变大，竖直速度v y =gt 不变，则0tan y v v θ=
可知，落地时速度方向改变，
选项D 错误；
故选B 。

13．C
【分析】
考查平抛运动。

【详解】
AB ．P 球平抛运动，竖直方向为自由落体运动，Q 球自由落体运动，两球下落高度相同，故同时落地，AB 错误；
速度变化量为v gt ∆= ，两球加速度都为g ,下落时间相同，故速度变化量相同，C 正确； D ．P 球落地时速度斜向下，Q 球落地时速度竖直向下，D 错误；故选C 。

14．C
【解析】
【详解】
A ．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A 错误；
B ．设物体从抛出到某一位置的经过时间为t ，竖直速度为：v y =gt ，水平速度为v 0，则速度为
t v = 所以速度大小与时间不成正比，故B 错误；
C ．平抛运动的加速度不变，则速度的增量为：
△v =gt
所以速度的增量大小与时间成正比，故C 正确；
D ．竖直位移为：212
y gt =水平位移为：x =v 0t ，所以位移为
s ==所以位移大小与时间的二次方不成正比，故D 错误。

15．B
【详解】 平抛运动下落时只要接触到地面即不能再运动，故由212h gt =
可得：
t =
即下落时间只与抛出点的高度有关，和水平初速度无关
A. 初速度与分析不符，故A 项错误；
B. 抛出时物体的高度与分析相符，故B 项正确；
C. 抛出时物体的高度和初速度与分析不符，故C 项错误；
D. 以上说法都不正确与分析不符，故D 项错误。

16．CF AD
【详解】
(1)[1]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，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，还需要坐标纸，便于确定小球间的距离，方便数据处理，故C 、F 正确；
(2)[2]在做“研究平抛物体的运动”实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动；斜槽轨道是否光滑对实验没有影响；使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下，以使小球在斜槽末端射出时速度相同，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点；记录的点适当多一些可以更准确描绘小球的运动轨迹；在描画小球运动轨迹时，应用平滑的曲线连接各点，偏离轨迹较远的点应舍去，故A 、D 正确，B 、C 、E 错误；
故选AD 。

17． 0.7m/s
【详解】
设相邻两点间的时间间隔为T
竖直方向：
2L -L =gT 2
得到
T =
水平方向：
02x L v T T
=
＝＝ 代入数据解得
00.7m/s v =≈
18．匀速直线运动； 平抛运动在水平方向分运动为匀速直线运动； 3.35
【详解】
（1）[1][2]．让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。

小球A 做平抛运动，小球B 进入水平轨道后将做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动。

当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。

（2）[3]．物体平抛运动因此有：
竖直方向：
2192
h L gt == v y =gt
水平方向：
9L =v 0t
A 到达P 点的速度为：
v =
将L=5cm 代入解得：
v =3.35m/s。