【文档说明】《高一物理同步备课系列（人教版必修2）》5.3 实验：研究平抛运动(备作业)(解析版).docx，共(13)页，143.421 KB，由管理员店铺上传

转载请保留链接：https://www.doc5u.com/view-26621b3e5fb9d0e367f49ec2a100d390.html

以下为本文档部分文字说明：

15.3实验：研究平抛运动(解析版)1.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取𝑔=10𝑚/𝑠2，那么：(1)闪光的时间间隔是______s；(2)小球做平抛运动的初速度的大小____

__𝑚/𝑠；(3)小球经过C点时的速度大小是______𝑚/𝑠。(结果可以保留根式)【答案】(1)0.1；(2)1.5；(3)32√5【解析】平抛运动在竖直方向上是匀变速运动，由BC和AB之间的距离差可以求出时间间隔；在水平方向上

是匀速直线运动，由ABC三点在水平方向上的位移，和两点之间的时间间隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；求出B点竖直方向的速度，根据匀加速直线运动速度时间公式求出C点竖直方向速度，求它们的合速度，就是C的速度。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，对同学的知识要求比较高，是个考查学生能力的好题．【解答】在竖直方向：ℎ𝐵𝐶−ℎ𝐴𝐵=𝑔𝛥𝑡2，代入数据解得：𝛥𝑡=√(5−3)×0.051

0𝑠=0.1𝑠。水平方向是匀速直线运动，𝑣0=𝑥𝛥𝑡=3×0.050.1𝑚/𝑠=1.5𝑚/𝑠。物体在B点时竖直方向的速度：𝑣𝐵𝑦=ℎ𝐴𝐶2𝑇=8×0.050.2𝑚/𝑠=2𝑚/𝑠则C点竖直方向的速度𝑣𝐶𝑦=𝑣𝐵�

�+𝑔𝑇=(2+1)𝑚/𝑠=3𝑚/𝑠所以C点的速度为𝑣𝐶=√𝑣𝐶𝑦2+𝑣02=32√5𝑚/𝑠故答案为：(1)0.1；(2)1.5；(3)32√5。22.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛

运动的轨迹，实验简要步骤如下：A.让小球多次从______位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．B.按图安装好器材，注意______，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．C.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．(

1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．(2)上述实验步骤的合理顺序是______．(3)在研究平抛运动的实验中，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a、b、c、d所示，则小球平抛的初速

度为𝑣0=______(用L、g表示)，其值是______.(𝑔取9.8𝑚/𝑠2)【答案】(1)同一；调整斜槽末端水平(2)BAC(3)2√gL；0.70m/s【解析】(1)该实验成功的关键是，确保小球每次抛出的初速

度相同，而且初速度是水平的，因此实验过程中要特别注意这两点。(2)实验步骤的排列要符合逻辑顺序，不能颠三倒四，要便于操作。(3)平抛运动的水平方向做匀速直线运动，从图中可以看出：a、b、c、d4个点间的水平位移均相等为2L，因此这

4个点是等时间间隔点，v0=xt，而竖直方向是自由落体运动，两段相邻的位移之差是一个定值△y=gT2=L，联立方程即可解出。关于平抛运动实验要掌握实验的注意事项、实验步骤、实验原理，要亲自动手实验，体会实验步骤和注意事项。要求同学们能够

从图中读出有用信息，再根据平抛运动的基本公式解题，难度适中。【解答】(1)该是实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同，这就要求小球平抛的初速度相同，而且初速度是水平的，因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水

平，同时让小多次从同一位置无初速度的释放．(2)实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，故实验顺序为：B，A，C．(3)从图中看出，a、b、c、d4个点间的水平位移均相等，是x=2L，因此这4个点是等时间间隔点．竖3直方向两段相邻位移之差是个定值，即△y=gT2=L

，再根据v0=xt解出v0=2√gL代入数据得：v0=0.70m/s．故答案为：(1)同一；调整斜槽末端水平；(2)BAC；(3)2√gL；0.70m/s。3.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处

于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。①他观察到的现象是：小球A、B______(填“同时”或“不同时”)落地；②让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______(填“变长”、“不变”或“变短”)；③上述现

象说明：平抛运动的时间与______大小无关，平抛运动的竖直分运动是______运动。【答案】①同时；②不变；③初速度；自由落体【解析】本实验是研究平抛运动竖直方向分运动的实验。小锤轻击弹性金属片后，A球做平抛

运动，同时B球做自由落体运动。即可判断通过实验可以观察到的现象，也就可以证明竖直分运动的性质。本实验是研究平抛运动竖直方向做自由落体运动的实验，通过观察两球落地的时间，证明平抛运动竖直方向上的运动与自由落体相同，难度不大。【解答】解：①小锤轻击弹性金属片时，A球做抛运

动，同时B球做自由落体运动。通过实验可以观察到它们同时落地；②用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；③上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。4故答案为：①相同；②不变；③

初速度；自由落体。4.如图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有____________．𝐴.安装斜槽轨道，使其末端保持水平𝐵.斜槽轨道必须光滑𝐶.将木板校准到竖直方向，

并使木板平面与小球下落的竖直平面平行𝐷.每次小球应从同一高度由静止释放𝐸.每次释放小球时的位置越高，实验效果越好(2)如图2所示，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=2.5𝑐𝑚.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=___________𝑚/𝑠(取𝑔=10𝑚/𝑠2).【答案】ACD；1【解析】根据实验的原理以及实验中需要注意的事项确定合理的步骤．根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等

的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球平抛运动的初速度．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．【解答】5(1)A、为了保证小球做平抛运动，斜槽的末端需保持水平，故A正确．B、斜槽不一定需要光滑，只要让小球从斜槽的同一高度由

静止释放，保证有相同的平抛运动初速度即可，故B错误．C、木板的平面与小球下落的竖直平面平行，故C正确．D、为了保证小球初速度相等，每次让小球从斜槽的同一高度由静止释放，故D正确．E、每次释放小球的位置不是

越高，实验效果越好，高度适当即可，故E错误．故选：ACD．(2)在竖直方向上，根据Δy=L=gT2得，T=√Lg，则平抛运动的初速度v0=2LT=2L√gL=2√gL=2×√10×0.025m/s=1m/s．故答案为：(1)ACD，(2)1。5.某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白

纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。①为了正确完成实验，以下做法必要的是______。A.实验时应保持桌面水平B

.每次应使钢球从静止开始释放C.使斜面的底边ab与桌边重合D，选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2𝑚，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0𝑐𝑚、25.0�

�𝑚、35.0𝑐𝑚，示意如图2.重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2，钢球平抛的初速度为______𝑚/𝑠。③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是______。6【答案】AB2方便将木板调整到竖直平

面内【解析】解：①A、钢球离开桌面后做平抛运动，实验时应保持桌面水平，故A正确；B、为保证钢球做平抛运动的初速度相等，每次应使钢球从静止开始释放，故B正确；C、只要桌面水平即可保证小球离开桌面后做平抛运动，只要使钢球从同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，斜面的底边ab与桌边不必重合，故C

错误；D、只要使钢球从同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，钢球与桌面间的摩擦力对实验没有影响，故D错误。故选：AB。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知：△y=gt2则有：t=√△yg=√(25.0−15.0)×10−210s=0

.1s小球的初速度为：v0=xt=0.20.1m/s=2m/s③实验过程应使木板在竖直面内，木板上悬挂的铅垂线作用是方便将木板调整到竖直平面内。故答案为：①AB；②2；③方便将木板调整到竖直平面内。①钢球离开桌面后做平抛运动，桌面应水平；实验要控制钢球每次做平抛运动的

初速度相等，钢球应从同一位置由静止释放，根据实验注意事项分析答题。②钢球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，在竖直方向应用匀变速直线运动的规律求出相邻两点运动的时间间隔，然后求出钢球的初速度。③实验过程应控制木板在竖直平面内。本题考查了实验

注意事项与实验数据处理，知道实验原理与实验注意事项是解题的前提，应用匀变速直线运动的推论与运动学公式即可解题。76.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．①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______．②图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为______𝑚/𝑠.(𝑔取9.8𝑚/𝑠2)③在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长𝐿=0.8𝑐𝑚，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；B点的竖直分速度为______𝑚/𝑠.(𝑔取10𝑚/𝑠2)【答案】水平初速度相同1.60.60.8【解析】解：(1)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．(2)由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：x=v0ty=12gt2将x

=32cm，y=19.6cm，代入解得：v0=1.6m/s．(3)由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有：△y=gT2，由图可知△y=2L=1.6cm，代入解得，T=0.04sx=v0T，将x=3L=2.4cm，代入解得：v0=0.6m/s，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：vBy=hAC2T=0.8m/s．故答案为：(1)水平；初速度相同；(2)1.6；(3)0.6；0.8．(1)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；8(2)O点为平抛的起点，水平方向匀速x=v0t，竖直方向自

由落体y=12gt2，据此可正确求解；(3)根据竖直方向运动特点△h=gt2，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．7.“研究平抛物体的运动“实验的装置如图甲所示。钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后故平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球。

使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验。在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。(1)实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需

要的一项器材是______A.天平𝐵.秒表𝐶.刻度尺(2)在此实验中，小球与斜槽间有摩擦______(选填”会”或“不会”)使实验的误差增大：如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间______(选填“

相同”或“不同“)：(3)如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为(40𝑐𝑚,20𝑐𝑚)。g取10𝑚/𝑠2.则小球平抛的初速度𝑣0=______�

�/𝑠，若B点的横坐标为𝑥𝐵=60𝑐𝑚，则B点纵坐标为𝑦𝐵=______m。(4)另一同学利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹，下面三张装置图中正确的是______9【答案】C不会相同2.00.45B【解析】解：(1)研究平抛运动，需要测量水平位移和竖直位移，

所以还需要的器材是刻度尺。故选：C。(2)为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，小球与斜槽间有摩擦不会影响实验的误差。小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，会导致平抛运动的初速度不同，但是平抛运动的高度相同，则小球每次在空中运动的时间相同。(3)根据y

A=12gtA2得，tA=√2yAg=√2×0.210s=0.2s，则小球平抛运动的初速度v0=xAtA=0.40.2m/s=2.0m/s，小球运动到B点的时间tB=xBv0=0.62s=0.3s，则B点的纵坐标yB=12gtB2=12×10×

0.09m=0.45m。(4)竖直管内与大气相通，为外界大气压强，竖直管在水面下保证竖直管上出口处的压强为大气压强。因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。如果竖直管上出口在水面上，则水

面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小。故选：B。故答案为：(1)C，(2)不会，相同，(3)2.0，0.45，(4)B。(1)根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材。(2)根据实验的原理和注意

事项确定正确的操作步骤，根据下降的高度比较运动的时间。(3)根据下降的高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度，根据水平位移和初速度求出平抛运动的时间，结合位移时间公式求出B点的坐标。(4)竖直管内与大气相通，为外界大气压强，竖直管在水面下保证竖直

管上出口处的压强为大气压强。解决本题的关键知道探究平抛运动规律的原理，以及掌握研究平抛运动的方法，对于第四问，能够通过压强的知识分析获得稳定流速的方法。108.图(甲)所示是研究平抛物体运动的实验装置图，(乙)是实验后在白纸上作的图．(1)安装斜槽轨道时要注意_______________

_________________.(2)实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹，每次释放小球时应使小球________________，目的是____________________。(3)𝑂为平抛运动起点，计算

小球作平抛运动的初速度的公式是𝑣0=________，根据(乙)图给出的数据，计算出小球平抛的初速度𝑣0=________𝑚/𝑠.(𝑔=9.8𝑚/𝑠2)【答案】(1)斜槽末端水平；(2)从同一位置静止滚下；保证每次具有相同的初速度；(

3)x√g2y；1.6m/s。【解析】本题不但考查了研究平抛运动的实验，还考查了平抛运动规律的应用，是一道考查基础知识的好题目。①在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道末端一定要水平；②要画出轨迹必须让

小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹；③O点为平抛的起点，水平方向匀速x=v0t，竖直方向自由落体y=12gt2，据此可正确求解。【解答】(1)该实验

成功的关键是，确保小球做平抛运动，因此只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动。(2)只有每次小球平抛的初速度相同，其轨迹才能相同，才能在坐标纸上找到一些点，每次在同一位置由静止释放小球，是为了使

小球有相同的水平初速度．故答案为：从同一位置静止滚下；保证每次具有相同的初速度。(3)由于O点是抛出点，取x=32cm，y=19.6cm，有：11x=v0t…①y=12gt2…②联立①②解得：v0=x√g2y，v0=1.6m/s。故答案

为：(1)斜槽末端水平；(2)从同一位置静止滚下；保证每次具有相同的初速度；(3)x√g2y；1.6m/s。9.“探究平抛运动的特点”实验有以下几步。(1)用如图1所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点：用小锤击打弹性金属片后，A球

沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的是______和______。A.两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响B.改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间和A

球的水平初速度大小C.如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点(2)用如图2所示平抛仪装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于

本实验的一些做法，其中不合理的选项有______和______。A.调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动B.将坐标纸上竖线与重垂线平行C.将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点

D.不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放E.不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置F.将坐标纸上确定的点用直线依次连接12【答案】BCDF【解析】解：(1)A、两球的体积、材料和质量的

选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；B、改变小球距地面的高度，可以改变两球在空中的运动时间，而改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小，故B正确；CD、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，两球

同时落地，可知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，故C正确，D错误。故选：B、C。(2)A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平，不左右滚动，以保证小球做平抛运动，故A正确；B.将坐标纸上竖线与重垂线

平行，确保坐标纸处于竖直面，故B正确；C.将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点，故C正确；D.每次小球应从同一位置由静止释放，以保证到达底端速度相同，故D错误；E.不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置，故E正确；F.将坐标纸上确定的点用平滑曲线连接，故F错误

。本题选择错误的，故选：D、F；故答案为：(1)B、C；(2)D、F。(1)根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤，结合两球同时落地得出平抛运动在竖直方向上的运动规律；(2)为了保证小球的初速度水平，斜槽末端

需调成水平，为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，斜槽不一定需要光滑，为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点用平滑曲线连接。解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律。10.做杂

技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动一段时间后着地(忽略空气阻力).一架相机通过多次曝光，拍摄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，第三个像是刚好

着地的时刻，由照片可以计算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为______𝑚/𝑠，高台离地面的高度为______m(取𝑔=10𝑚/𝑠2).13【答案】1211.25【解析】解：在竖直方向上，根据△y=gT2得，T=√△yg=√Lg=√3.610s=0.6

s，则汽车离开平台的速度v0=xT=3.6×20.6m/s=12m/s．第二个图竖直方向上的瞬时速度vy2=3×3.62×0.6=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=vy22g=22520m=11.25m．故答案为：12，11.25．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，根据竖直向上△h=gT2，求出相等的时间间隔，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．解决本题的关键知道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

，且分运动和合运动具有等时性，结合运动学公式和推论灵活求解．