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2025人教版新教材物理高考第一轮
第 5 讲实验 : 探究平抛运动的特点
1.用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。
(1)图甲中用小锤击打弹性金属片C,球A沿水平方向飞出后做平抛运动,与此同时,与球A
相同的球B被松开做自由落体运动;改变实验装置离地面的高度,多次实验,两球总是
(选填“同时”“A先B后”或“B先A后”)落地,这说明做平抛运动的球A在竖直方向
上做 (选填“自由落体运动”或“竖直下抛运动”)。
(2)图乙中,M、N是两个完全相同的轨道,轨道末端都与水平方向相切,其中,轨道N的末端
与光滑水平面相切,轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在
电磁铁C、D上,同时切断电源,使两球以相同的初速度v 同时通过轨道M、N的末端,发
0
现两球 (选填“同时”或“先后”)到达E处,发生碰撞。改变轨道M在轨道N
上方的高度,再进行实验,结果两球也总是发生碰撞,这说明做平抛运动的 P球在水平方向
上的运动情况与Q球 (选填“相同”或“不同”),为 (选填“匀速
直线运动”或“匀加速直线运动”)。
2.(2023浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中
(1)用图甲装置进行探究,下列说法正确的是 。
A.只能探究平抛运动水平分运动的特点
B.需改变小锤击打的力度,多次重复实验
C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
(2)用图乙装置进行实验,下列说法正确的是 。
A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平
B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动
C.小钢球从斜槽M上同一位置由静止滚下(3)用图丙装置进行实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。
实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P点由静止滚下,撞击挡板留下点
迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验,挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐
标原点,竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为y 、y 、y 、y 。测得钢球直径为d,则
1 2 3 4
钢球平抛初速度v 为 。
0
A.( d)√ g
x+
2 2y
1
B.( d)√ g
x+
2 y - y
2 1
C.( d)√ g
3x-
2 2y
4
D.( d)√ g
4x-
2 2y
4
3.某实验小组利用图甲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。
甲
(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 0.2 m,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 15.0 cm、25.0 cm、35.0 cm,示意图如图乙所示。重力加速度 g
取10 m/s2,钢球平抛的初速度为 m/s。
乙
(3)图甲装置中,木板上悬挂一条铅垂线,其作用是 。
4.(2021全国乙卷)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频
闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,某次拍摄
后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直
平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5 cm。
该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
图(a)
图(b)
完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为 m/s,竖直分量大小为
m/s。(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为 m/s2。
5.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 为拋出点,则此小球做平抛运动的初速度为
m/s。(g取9.8 m/s2)
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5 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,则该小球做平拋运动的初速度为 m/s,B点的竖直
分速度为 m/s。(g取10 m/s2)
6.(2023浙江十校联考)图甲是研究平抛运动的实验装置,图乙是小球做平抛运动的部分频
闪照片。
(1)以下是关于本实验的一些做法,其中合理的选项有 。
A.小球运动时不应与背板上的坐标纸相接触
B.斜槽轨道必须选用光滑的
C.斜槽轨道末端切线须调整水平
(2)图乙的频闪照片上总共记录了小球平抛运动过程中的五个位置,照片中位置a~c之间
的距离以及c~e之间的距离如下表所示。已知实际距离为照片距离的 10倍。运动过程不计空气阻力,g取10 m/s2。
两位置之间距离 位置a~c 位置c~e
水平距离 0.5 cm 0.5 cm
竖直距离 1.5 cm 2.5 cm
a点 (选填“是”或“不是”)平抛运动的起点。频闪照相机的闪光周期是
s,小球做平抛运动的初速度是 m/s。参考答案
第5讲 实验:探究平抛运动的特点
1.答案 (1)同时 自由落体运动
(2)同时 相同 匀速直线运动
解析 (1)与球A相同的球B被松开做自由落体运动,改变实验装置离地面的高度,多次实
验,两球总是同时落地,说明做平抛运动的球A在竖直方向上的运动情况与球B相同,为自
由落体运动。
(2)两球以相同的初速度v 同时通过轨道M、N的末端,发现两球同时到达E处,发生碰撞。
0
改变轨道M在轨道N上方的高度,再进行实验,结果两球也总是发生碰撞,这说明做平抛运
动的P球在水平方向上的运动情况与Q球相同,为匀速直线运动。
2.答案 (1)B (2)C (3)D
解析 (1)两球同时落地,只能探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,选项A、C错误;
实验时,需要改变小锤击打的力度,多次重复实验,选项B正确。
(2)研究平抛运动,斜槽末端必须水平,但轨道没必要光滑,选项A错误;描绘平抛运动的轨
迹,没必要将挡板N等间距移动,选项B错误;为了保证平抛运动的初速度一定,小钢球从
斜槽M上同一位置由静止滚下,选项C正确。
(3)钢球抛出的水平距离 x-d=v t,y =1gt2,故v =( d)√ g ,选项A、B错误;钢球抛出的
0 1 0 x-
2 2 2 2y
1
水平距离4x-d=v t',y =1gt'2,故v =( d)√ g ,选项C错误,D正确。
0 4 0 4x-
2 2 2 2y
4
3.答案 (1)AB (2)2 (3)方便调整木板保持在竖直平面上
解析 (1)实验过程中要保证钢球水平抛出,所以要保持桌面水平,故A正确;为保证钢球抛
出时速度相同,每次应使钢球从同一位置由静止释放,故B正确;实验只要每次钢球抛出时
速度相同即可,斜面底边ab与桌面是否重合和钢球与斜面间的摩擦力大小无影响,故C、
D错误。
(2)每次将木板向远离桌子的方向移动0.2 m,则在白纸上记录的钢球相邻两个落点的时间
间隔相等,钢球抛出后在竖直方向上做自由落体运动,根据Δx=gT2可知相邻两点的时间间
隔为T=√(25.0-15.0)×10-2 s=0.1 s,钢球在水平方向上做匀速直线运动,所以钢球初速
10x 0.2
度为v= = m/s=2 m/s。
T 0.1
(3)悬挂铅垂线的目的是方便调整木板保持在竖直平面上。
4.答案 (1)1.0 2.0 (2)9.7
解析 本题考查利用平抛运动测量当地的重力加速度,意在考查实验能力。
x 2×5×10-2
(1)当小球落到A处时,在水平方向上,v = = m/s=1.0 m/s;在竖直方向上,根据
Ax T 2×0.05
(8.6+11.0)×10-2
中间时刻的瞬时速度等于整段的平均速度得v = m/s=2.0 m/s。
Ay 2×0.05
(2)设竖直方向的位移依次为 y 、y 、y 、y ,根据逐差法得 g= (y + y )-(y + y ) =9.7
1 2 3 4 3 4 1 2
4T2
m/s2。
5.答案 (1)水平 初速度相同 (2)1.6 (3)1.5 2
解析 (1)为了保证小球水平飞出,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,是为了每次平抛的初速度相同。
1 √ g
(2)由于 O 为抛出点,所以根据平抛运动规律有 x=v t,y= gt2,联立可得 v =x =0.32×
0 2 0 2y
√ 9.8
m/s=1.6 m/s。
2×0.196
(3)由图可知,小球由 A→B 和由 B→C 所用的时间相等,竖直方向有 Δy=gT2,可得 T=
√Δy √2L √2×0.05
= = s=0.1 s,根据x=3L=v T,解得该小球做平拋运动的初速度为 v =
0 0
g g 10
3L 3×0.05
= m/s=1.5 m/s,竖直方向根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的
T 0.1
y 8L 8×0.05
平均速度,则B点的竖直分速度为v = AC = = m/s=2 m/s。
By 2T 2T 2×0.1
6.答案 (1)AC (2)不是 0.05 0.5
解析 (1)为了减小误差,小球运动时不应与背板上的坐标纸相接触,故A正确;斜槽轨道是
否光滑,不影响小球做平抛运动的初速度是否相同,斜槽轨道不需要光滑,故B错误;为了保
持小球抛出后做平抛运动,斜槽轨道末端切线须调整水平,故C正确。
(2)设频闪照相机的闪光周期为T,竖直方向根据Δy=y -y =g(2T)2,解得T=√ y - y =
ce ac ce ac
4g√(2.5-1.5)×10-2×10 s=0.05 s;小球做平抛运动的初速度为 v
0
=x
ac =
0.5×10-2×10
4×10 2T 2×0.05
m/s=0.5 m/s;根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,可知c点的竖
y (1.5+2.5)×10-2×10
直分速度为 v = ae = m/s=2 m/s,则a点的竖直分速度为 v =v -
cy 4T 4×0.05 ay cy
g·2T=2 m/s-10×2×0.05 m/s=1 m/s>0,可知a点不是平抛运动的起点。
