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必修部分力学实验最新模拟题冲刺
专题19.7 探究平抛运动规律
1. （2024 武汉新洲区期末） 某学习小组用如下实验装置探究平抛运动规律
（1）用图甲所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，B 球同时被松开自由下落。不计空
气阻力，实验发现两球同时落地，改变装置的高度多次重复实验都有同时落地的现象。这说明（ ）
A.A 球在水平方向做匀速直线运动
B.A 球在竖直方向做自由落体运动
C.A 球、B 球落地时速度相等
（2）如图乙所示，两个相同的弧形轨道M、位于同一竖直面内，其中M 轨道末端水平，N 轨道的末端与
光滑的水平面相切。两个质量不等的小钢球P、Q，同时从图示位置由静止释放。观察到P 落到地面时恰好
与Q 相碰。向上平移弧形轨道M，多次重复实验，仍能观察到相同的现象这说明（ ）
A.P 球在水平方向做匀速直线运动
B.P 球在竖直方向做自由落体运动
C.P 球、Q 球相碰时速度相等
（3）某同学用平抛演示仪丙做实验时，忘记标注小球抛出点的位置O，A 为小球运动一段时间后的位置，
以A 点为原点建立坐标系，根据实验数据绘制如图丁所示的图像。可知小球抛出点O 的坐标为__________；
1
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平抛物体在A 点的速度约为_________
（保留两位有效数字）（g 取
）
【参考答案】 （1） ①. B （2） ②. A （3） ③.
④. 2.0
【名师解析】
（1）[1]AB 两球同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，即A 球在竖直方向做自由落体运动，故
选B；
（2）[2]因为P 落到地面时恰好与Q 相碰，说明两球在水平方向的运动相同，即说明P 球在水平方向做匀
速直线运动，故选A；
（3）[3][4]由图，根据
可得
B 点的竖直速度
则抛出点的纵坐标为
y=-(32-24)cm=-8cm
水平初速度
2
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从抛出点到B 点的水平距离
则抛出点的横坐标为
x=-(40-20)cm=-20cm
即抛出点的坐标为（-20cm，-8cm）
A 点的竖直速度
则A 点
速度
2. （2024 江苏无锡期末）用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中错误的是（
）
A. 用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B 两球是否同时落地
B. 图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C. 若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平
D. 用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球
【参考答案】D
【名师解析】．用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B 两球是否同时落地，故A 正确；
3
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图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，故B 正确；
若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平，故C 正确；
用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，必须保证小球从斜槽上同一位置静止释放钢球，故
D 错误。
3. （2024 重庆缙云教育联盟一诊）设计如图甲的实验装置探究平抛运动特点，末端切线水平的弧形轨道
固定在靠近竖直墙的课桌上，在墙上的适当位置固定一张白纸，前面覆盖复写纸。让一小钢球从轨道顶端
由静止释放，离开轨道后撞击复写纸在白纸上留下撞击痕迹点。开始时轨道末端距墙为xo（未知） ，小球
撞击的痕迹点记为1 ，此后依次将课桌远离墙移动
，重复第一次实验操作，撞击的痕迹点依
次记为2、3、4……。取下白纸，测得痕迹点2、3、4 与1 之间的距离分别为
、
、
，如图乙，g 取
。
（1）调整弧形轨道末端切线水平的目的是______；
弧形轨道表面是粗糙的，是否会对探究结果带来影响？回答______（填“会”或“不会”）。
（2）根据平抛运动的特点，在连续两次实验中，小球在做平抛运动的过程中所用时间之差为______ ，可
计算出小球做平抛运动的初速度大小为______
。（计算结果均保留2 位有效数字）
【参考答案】 （1） ①. 保证小球飞出时初速度水平 ②. 不会 （2） ③.
④.
【名师解析】
（1）[1]调整弧形轨道末端切线水平
目的是保证小球飞出时初速度水平。
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[2] 弧形轨道表面是粗糙的，小球离开轨道时速度减小，但不会影响小球做平抛运动。
（2）[3]小球在竖直方向做自由落体运动，则
解得在连续两次实验中，小球在做平抛运动的过程中所用时间之差为
[4]小球做平抛运动的初速度大小为
4. （2024 四川德阳1 月期末）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过
描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）下列关于实验步骤的说法正确的是______。
A.将斜槽的末端切线调成水平
B.通过重锤线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
C.小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放
D.斜槽轨道必须光滑
（2）某同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C 三点，于是就取A 点为坐标原
点，建立了如图乙所示的坐标系。运动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大小为
______m/s（保留三位有效数字），经过B 点时速度大小为______m/s（可保留根号），小球抛出点的坐标
为______（单位cm）。（重力加速度g 取10m/s²）
【参考答案】 （1） ①. ABC （2） ②. 1.00 ③.
④. （-20,-20）
【名师解析】
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（1）[1]A．为了保证小球做平抛运动，将斜槽的末端切线调成水平，所以A 正确；
B．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，能准确记录小球在竖直平面上的
运动，所以B 正确；
C．小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放，样子才能保证小球能具有相同的初速度做平抛运
动，所以C 正确；
D．斜槽轨道不需要光滑，只要从同一位置滑下小球就具有相同初速度，所以D 错误；
故选ABC。
（2）[2]由题图乙可知A、B、C 中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，均设为T，根据运动学公
式有
△y=(yC-yB)-yB=gT²
解得
T=0.2s
小球平抛
初速度大小
[3]小球经过B 点时竖直方向上的速度大小为
则经过B 点的速度大小为
[4]小球从抛出点运动到B 点的时间
则抛出点的横坐标为
x= xB -v0tB=-20cm
纵坐标
5. （2024 安徽阜阳三中期末）某同学通过实验探究平抛运动的特点。
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（1）用如图1 所示装置“探究平抛运动竖直分运动的特点”。 用小锤打击弹性金属片后，A 球沿水平方
向飞出，同时B 球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。
①关于该实验，下列说法正确的有___________
A．A、B 两球应选用体积小、质量大的小球
B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上
C．比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度
②多次改变A、B 两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球
落地的声响，由此得到结论___________。
（2）用如图2 所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。 将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。
A 球沿斜槽轨道PQ 滑下后从斜槽末端Q 飞出，落在水平挡板MN 上。 由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球
落在挡板上时，A 球会在白纸上挤压出一个痕迹点。 移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列
痕迹点。 下列操作中有必要的是___________。
A．通过调节使斜槽末段保持水平
B．挡板高度等间距变化
C．通过调节使硬板保持竖直
D．尽可能减小A 球与斜槽之间的摩擦
（3）若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图3 所示，在轨迹上取A、B、C 三点，
AB 和BC 的水平间距相等且均为x，测得AB 和BC 的竖直间距分别是
和
，则
___________
（选填
“大于”、“等于”或者“小于”）。 可求得钢球平抛的初速度大小为___________（已知当地重力加速
度为g，结果用上述字母表示）。
【参考答案】 （1） ①. AB##BA ②. 小球A 在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2） ③. AC##CA
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（3） ④. 大于 ⑤.
【名师解析】
【详解】（1）①[1]
A．为了减小小球运动过程中空气阻力的影响，实验中应选择体积小，质量大的小球，故A 正确；
B．实验中需要确保两小球下落高度相等，则打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上，故B 正确；
C．根据
解得
可知，当两小球下落高度相等时，两球同时落地，实验中只需比较两球是否同时落地，并不需要求出时间
的具体值，因此不需要测量两球下落的高度，故C 错误。
故选AB。
②[2]多次改变A、B 两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，每一次实验时都只会听到一下小球落
地的声响，说明两球在竖直方向具有相同的运动情况，则小球A 在竖直方向的分运动是自由落体运动。
2）[3]AB．通过调节使斜槽末段保持水平，保证小球做平抛运动，挡板高度可以等间距变化，也可以不等
间距变化，故A 正确，B 错误；
C．小球平抛运动的轨迹位于竖直平面，为了减小误差，准确作出小球运动的轨迹，实验时，需要通过调
节使硬板保持竖直，故C 正确；
D．实验时每次小球均从斜槽同一高度静止释放，小球克服阻力做功相同，小球飞出的初速度大小相同，
因此斜槽的摩擦对实验没有影响，故D 错误。
故选AC。
（3）[4]因为A、B 和B、C 间水平距离相等，所以A、B 和B、C 间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢
球在A、B 点时的竖直分速度大小分别为
、
，则有
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所以
[5]根据运动学规律有
可得
钢球平抛的初速度大小为
6. （2024 广东肇庆二模） 一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验
中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m 的
小球从斜槽上离水平桌面高为h 处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球
心的轨迹如图甲所示。
（1）以下实验操作合理且必要的是__________（填正确答案标号）
A.调整斜槽末端，必须使末端保持水平
B.小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放
C.以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系
D.用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些
（2）已知小球平抛运动的初速度为v0，重力加速度为g，则小球做平抛运动的轨迹方程为y=__________。
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（3）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。取g=10m/s2，由图中所给
的数据可判断出图中坐标原点O__________（选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A 点运动到B 点的
时间为
__________s；若小球的质量为100g，则小球经过图乙中的位置A 时重力的瞬时功率为__________W。
【参考答案】 （1） ①. AC##CA （2） ②.
（3） ③. 不是 ④. 0.1##0.10 ⑤. 1.5
【名师解析】
（1）[1] A．该实验中要求斜槽末端的切线保持水平以保证小球做平抛运动，A 正确；
B．小球每次必须从相同的高度位置滚下，以保证小球水平抛出时的速度相同，B 错误；
C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系，故C 正确；
D．只要小球每次从相同的高度位置滚下，以相同的水平速度抛出即可，钢球与斜槽间的摩擦对实验没影
响，D 错误。
故选AC。
（2）[2]根据平抛运动的规律有
，
根据两式，将时间t 消去有
（3）[3]由平抛运动的水平位移可知，OA 段和AB 段的时间相等，若O 为抛出点，则OA 段和AB 段的竖直
位移之比为1：3，而实际竖直位移之比是1：2，可知O 点不是抛出点；
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[4]在竖直上有
y=gT2
解得
即小球从A 点运动到B 点的时间为0.1s。
[5]小球过A 点时，在竖直方向上的速度为
小球经过图中的位置A 时重力的瞬时功率为
7.（2024 海南海口市质检）（2） 学习小组探究平抛运动的特点。
①如图甲，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直
硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ 滑下后从Q 点飞出，落
在水平挡板MN 上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕
迹点，移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点， 实验中，应满足的条件有
___________。
A. 斜槽末端切线水平 B. 小球每次要从斜槽的同一位置无初速度释放
C. 挡板 MN 要等间距变化 D. 尽量选取光滑的斜槽
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②实验中，根据固定在装置上的标尺，测量每次小球痕迹点距
点的水平距离x 和竖直距离 y，在图乙中
描点如图乙所示，请在图乙中作出该图线_____，并由图线求出小球平抛运动的初速度为_____m/s(结果保
留两位有效数字)。
【参考答案】①. AB##BA
②.
. 2.7##2.8##2.9
【名师解析】
①．探究平抛运动的特点实验中，斜槽末端切线必须水平，保证钢球做平抛运动，故A 正确；
小球每次要从斜槽的同一位置无初速度释放，保证钢球每次平抛运动的初速度都相同，故B 正确；
该实验只需要记录小球痕迹，不需要挡板 MN 等间距变化，故C 错误；
斜槽光不光滑不影响每次做平抛运动的初速度都相同，故D 错误。
②如图所示。
[5]根据平抛运动规律得
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联立解得
因此图线的斜率表示小球平抛运动的初速度，由乙图所点连线得
结果要求保留两位有效数字，故小球的初速度为2.7m/s-2.9m/s 均可。
8. （2024 湖北武汉江岸区调考）套圈游戏深得人们的喜爱。游戏时，将圆圈向前抛出，套中目标即为获
胜。假定将圆圈沿水平方向抛出，忽略空气阻力；
（1）圆圈在空中做________（选填“匀变速”或“变加速”）曲线运动。
（2）某同学在试投时，圆圈落在图中的虚线位置。正式投掷时，为了能套住小熊，则应________。
A.保持初速度v0不变，增大抛出点的高度h
B.保持初速度v0不变，减小抛出点的高度h
C.保持抛出点的高度h 不变，增大初速度v0
D.同时增大抛出点的高度h 和初速度v0
（3）探究平抛运动实验中，某小组测得了物体水平方向位移随时间变化的x—t 图像和竖直方向速度vy随
时间t 变化的vy—t 图像。分析图象可知：物体初速度大小约为__________m/s；物体在0~0.4s 内的位移大
小约为__________m。（结果均保留三位有效数字）
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【参考答案】 （1） ①. 匀变速 （2） ②. B （3）③. 1.50 ④. 1.00
【名师解析】
（1）[1]圆圈在空中做平抛运动，加速度为重力加速度，即加速度恒定不变，则圆圈在空中做的是匀变速
曲线运动。
（2）[2]AB．圆圈做平抛运动，则有
，
解得
图中圆圈落在小熊的前方，为了能套住小熊，需要减小圆圈的水平分位移，可知，若保持初速度v0不变，
需要减小抛出点的高度h，故A 错误，B 正确；
C．根据
可知，若保持抛出点的高度h 不变，增大初速度v0，水平分位移增大，不能够套住小
熊，故C 错误；
D．根据
可知，若同时增大抛出点的高度h 和初速度v0，水平分位移增大，不能够套住小熊，
故D 错误。
故选B。
（3）[3]物体水平方向运动，由水平方向的x—t 图像可得
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[4]由竖直方向的vy—t 图像可得
则物体在0~0.4s 内的位移大小
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