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2026 高考物理总复习专题讲义11：平抛运动及其实验（共20 页）
目录
【链接高考】.....................................................................................................................................1
【知识梳理】.....................................................................................................................................6
【考纲要求】.............................................................................................................................6
【知识网络】.............................................................................................................................6
【考点梳理】.............................................................................................................................7
考点一、探究平抛运动的特点.........................................................................................7
考点二、平抛运动及其规律 ...........................................................................................7
考点三、类平抛运动.........................................................................................................9
【考向分析】...................................................................................................................................10
考向一、探究平抛运动的特点实验.......................................................................................10
考向二、平抛运动的规律应用...............................................................................................11
考向三、平抛运动的临界问题...............................................................................................12
【高考解题速通】...........................................................................................................................13
【链接高考】
1．（2024·北京·高考真题）如图所示，水平放置的排水管满口排水，管口的横截面积为
S，管口离水池水面的高度为h，水在水池中的落点与管口的水平距离为d。假定水在空中
做平抛运动，已知重力加速度为g，h 远大于管口内径。求：
（1）水从管口到水面的运动时间t；
（2）水从管口排出时的速度大小
；
（3）管口单位时间内流出水的体积Q。
2．（2024·新课标·高考真题）如图，一长度
的均匀薄板初始时静止在一光滑平台
上，薄板的右端与平台的边缘O 对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右
滑动，当薄板运动的距离
时，物块从薄板右端水平飞出；当物块落到地面时，薄板
中心恰好运动到O 点。已知物块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数
，重力
加速度大小
。求
（1）物块初速度大小及其在薄板上运动的时间；
（2）平台距地面的高度。
3．（2022·全国甲卷·高考真题）将一小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进
行拍摄，频闪仪每隔
发出一次闪光。某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，
拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被
删去了3 个影像，所标出的两个线段的长度
和
之比为3：7。重力加速度大小取
，忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
4.（2024·河北·高考真题）图1 为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，
固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜
的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹．某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到
了如图2 所示的印迹，坐标纸的y 轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点．
①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度 （填“相同”或“不同”）。
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。
③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为
（当地重力加速度g
为
,保留2 位有效数字）。
5．（2021·全国乙卷·高考真题）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
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
。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。
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
，竖直分
量大小为
；
（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为
。
6．（2024·海南·高考真题）在跨越河流表演中，一人骑车以25m/s 的速度水平冲出平台，
恰好跨越长
的河流落在河对岸平台上，已知河流宽度25m，不计空气阻力，取
，则两平台的高度差h 为（ ）
A．0.5m
B．5m
C．10m
D．20m
7．（2022·广东·高考真题）如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地
足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P 点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v 从
枪口向P 点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空
气阻力。下列关于子弹的说法正确的是（ ）
A．将击中P 点，t 大于
B．将击中P 点，t 等于
C．将击中P 点上方，t 大于
D．将击中P 点下方，t 等于
8．（2025·广东佛山·一模）甲、乙两位同学玩投球游戏，如图所示，甲以大小为
的速度
从
点抛出球
，乙以大小为
的速度从
点抛出球
两点高度差为、水平距离为
；两球在同一竖直平面内运动，且均运动到最高点
时相碰，
两点高度差为
、
水平距离为
，忽略空气阻力，球可视为质点，重力加速度大小为
，则（ ）
A．两球相碰前瞬间速度相同
B．两球抛出时的时间差为
C．两球抛出时的时间差为
D．球
初速度方向与水平方向的夹角满足
【知识梳理】
【考纲要求】
1、掌握平抛运动的条件和轨迹；
2、掌握平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动；
3、知道平抛运动的运动规律；
4、理解平抛运动是一种匀变速曲线运动。
【知识网络】
【考点梳理】
考点一、探究平抛运动的特点
如图所示，以O 点为原点画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴，并在曲线上选取
A、B、C、D、E、F 六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x 和y，用公式
计算出小球的初速度
，最后计算出
的平均值。
位置
x 值/cm
y 值/cm
的平均值
A
B
C
D
E
F
考点二、平抛运动及其规律
1、定义：水平抛出的物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动。
2、性质：加速度为重力加速度g 的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。
3、研究方法：
（1）平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。
分别研究两个分运动的规律，必要时再用运动合成的方法进行合成。
（2）可独立研究竖直方向上的运动：竖直方向上为初速度为零的匀变速直线运动
。
连续相等时间内竖直位移之比为
。
连续相等时间内竖直位移之差为一恒量。
要点诠释：
在处理实验题时极其重要。竖直方向上是自由落体运动，加速度就
是
，
是相等的时间间隔，与
结合求解。
4、平抛运动的规律
设平抛运动的初速度为
，建立坐标系如图所示。
（1）速度公式：
速度与水平方向的夹角为
（2）位移公式：
速度与位移方向的夹角为
（3）轨迹：
（抛物线的一个单支）
（4）运动时间和射程
要点诠释：平抛运动的物体从高度为h 的地方抛出，飞行时间：
，只与竖直下落
的高度有关。射程
取决于竖直下落的高度和初速度。
（5）两个重要推论
推论1：瞬时速度
的反向延长线一定通过水平位移
的中点。
推论2：
速度偏向角的正切等于位移偏向角的两倍。
由
所以
可证得：
5、平抛运动中速度变化量的方向
平抛运动是匀变速曲线运动，故相等时间内速度变
化量相等，且必沿竖直方（
）如图所示。任意两时刻的速度与速度变化量
构
成直角三角形，
沿竖直方向。平抛运动的速率并不随时间均匀变化，但速度随时间是
均匀变化的。
考点三、类平抛运动
类平抛运动：
有时物体的运动与平抛运动很相似，也是在某方向物体做匀速直线运动，另一垂直方
向做初速度为零的匀加速直线运动。对这种运动，像平抛又不是平抛，通常称作类平抛运
动。
要点诠释：1、类平抛运动的受力特点：物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直。
2、类平抛运动的运动特点：在初速度
方向做匀速直线运动，在合外力方向做初速度为
零的匀加速直线运动，加速度
。 类平抛运动的处理方法与平抛运动一样，只是
加速度
不同而已。例如某质点具有竖直向下的初速度同时受到恒定的水平向右的合外力，
如图所示。则质点做沿x 轴的匀速运动和沿y 轴的初速度为零的匀加速直线运动，运动规
律与平抛运动相同。
【考向分析】
考向一、探究平抛运动的特点实验
1．（2023·北京·高考真题）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的
特点。
（1）关于实验，下列做法正确的是 （填选项前的字母）。
A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向
C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．水平抛出小球
（2）图1 所示的实验中，A 球沿水平方向抛出，同时B 球自由落下，借助频闪仪拍摄上述
运动过程。图2 为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B 两球的
竖直高度相同，可判断A 球竖直方向做 运动；根据 ，可判断A 球
水平方向做匀速直线运动。
（3）某同学使小球从高度为
的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每
秒频闪25 次），最多可以得到小球在空中运动的 个位置。
（4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐
标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x 轴和y 轴正方向，建立直角坐标系
，并测
量出另外两个位置的坐标值
、
，如图3 所示。根据平抛运动规律，利用运
动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y 轴间夹角的正切值为 。
考向二、平抛运动的规律应用
1．（2022·河南洛阳·一模）我国将于2022 年2 月4 日开始举办世界冬奥会，跳台滑雪是冬
奥会的重要项目之一、运动员（和滑雪板一起），一定速度从跳台水平飞出，在空中飞行
一段时间后重新落入赛道，如图所示。某运动员前后两次分别以v、2v 的速度从跳台顶端
水平飞出，两次运动员都落在倾斜的赛道上，斜坡的倾角为
，则（ ）
A．运动员前后两次起、落点间的距离之比为1：2
B．运动员前后两次在空中运动的时间之比为1：1
C．运动员前后两次与斜面的最远距离之比为1：2
D．运动员前后两次落入赛道时的速度方向与斜面夹角之比为1：1
2．（2024·浙江宁波·一模）同学们设计了一个“地面飞镖”的游戏，如图所示，投掷者需
站在投掷线后的一条直线上将飞镖水平抛出，飞镖落在水平放置的盘面
内即可获得奖
励。如图所示，甲同学将飞镖从较高的
点以水平速度
抛出，乙同学从较低的
点以水
平速度
抛出，两飞镖落于盘面的同一点
，且两飞镖与盘面夹角
相同，不计空气阻力。
下列说法正确的是（ ）
A．两飞镖落到
点的速度相同
B．抛出点
与落点
三点必共线
C．要使飞镖均落到盘面内，则从
点抛出的水平速度范围更大
D．从
两点水平抛出的飞镖，只要落到盘面内则必落到同一点
考向三、平抛运动的临界问题
1、（2015 新课Ⅰ卷） 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分
别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右
侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小
为g。若乒乓球发射速率v 在某一范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右
侧台面上，则v 的最大取值范围是（ ）
A.
B.
C.
D.
考向四、类平抛运动
1．（2023·陕西咸阳·模拟预测）（多选）如图所示的坐标系，x 轴水平向右，质量为
m=0.5kg 的小球从坐标原点O 处，以初速度
斜向右上方抛出，同时受到斜向右
上方恒定的风力
的作用，风力与
的夹角为30°，风力与x 轴正方向的夹角也为
30°，重力加速度g 取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小球的加速度大小为10m/s2
B．加速度与初速度
的夹角为60°
C．小球做类斜抛运动
D．当小球运动到x 轴上的P 点（图中未标出），则小球在P 点的横坐标为
2．（2024·贵州·模拟预测）（多选）如图所示，A、B 两质点以相同的水平速度
抛出，A
在竖直平面内运动，落地点为P1，B 在光滑斜面上运动，落地点为
。不计阻力，则
在x 轴方向上的远近关系是（ ）
A．
较远
B．
较远
C．
等远
D．B 运动的时间
【高考解题速通】
1．（2020·浙江·高考真题）如图所示，钢球从斜槽轨道末端以
的水平速度飞出，经过时
间t 落在斜靠的挡板
中点。若钢球以
的速度水平飞出，则（ ）
A．下落时间仍为t B．下落时间为2t
C．下落时间为
D．落在挡板底端B 点
2．（2012·上海·高考真题）如图，斜面上a、b、c 三点等距，小球从a 点正上方O 点抛出，
做初速为v0的平抛运动，恰落在b 点．若小球初速变为v，其落点位于c，则 （ ）
A．v0< v <2v0
B．v=2v0
C．2v0< v <3v0
D．v>3v0
3．（2024·广西·模拟预测）如图所示，一小球从空中某处以大小为，方向与竖直方向成
斜向上抛出，小球受到水平向右、大小为
的水平风力，若小球落地时速率为
，重力加速度为
，则小球在空中运动的时间为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，将小球从倾角为
的光滑斜面上A 点以速度
水平抛出（即
），最后从B 处离开斜面，已知
间的高度
，g 取
，不计空气阻力，
下列说法正确的是（ ）
A．小球的加速度为
B．小球作平抛运动，运动轨迹为抛物线
C．小球到达B 点时的速度大小为
D．小球从A 点运动到B 点所用的时间为
5．（2022·山东临沂·二模）如图所示，在一个足够大、表面平坦的雪坡顶端，有一个小孩
坐在滑雪板上。给他一个大小为
的水平初速度使其运动。若雪坡与滑雪板之间的动摩擦
因数
，不计空气阻力，则小孩（ ）
A．沿初速度方向做匀速直线运动
B．做类平抛运动
C．最终会沿斜面做垂直于
方向的匀加速直线运动
D．最终会沿斜面做与
方向保持小于90°角的加速直线运动
6．（2022·湖南邵阳·一模）如图甲所示，为一梯形平台截面图，OP 为粗糙水平面，PD 为
斜面，小物块置于粗糙水平面上的O 点，每次用水平拉力F 将物块由O 点从静止开始拉动，
当物块运动到斜面顶端P 点时撤去拉力。小物块在大小不同的拉力F 作用下落在斜面上的
水平射程x 不同，其F-x 图如图乙所示，若物块与水平面间的动摩擦因数为0.4，斜面与水
平地面之间的夹角
，g 取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中
正确的是（ ）
A．小物块每次落在斜面上的速度方向不同
B．不能求出小物块质量
C．小物块质量m=1.0kg
D．O、P 间的距离S=0.625m
7．（2019·全国II 卷·高考真题）（多选）如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中
滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离．某运动员先后两次从同一跳台起跳，
每次都从离开跳台开始计时，用v 表示他在竖直方向的速度，其v-t 图像如图（b）所示，t1
和t2是他落在倾斜雪道上的时刻．则（ ）
A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小
B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大
C．第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大
D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
8．（2024·山东泰安·模拟预测）（多选）如图所示，光滑斜面长为l，宽为b，顶角为θ，
一物块从斜面左上方顶点P 以平行于底边的初速度水平射入，沿斜面运动，恰好从底端Q
离开斜面，物块可看成质点，则（ ）
A．物块的初速度
B．物块的初速度
C．物块到达Q 点时的速度
D．物块到达Q 点时的速度
9．（2019·浙江·高考真题）采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验
（1）实验时需要下列哪个器材
A．弹簧秤 B．重锤线 C．打点计时器
（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．下列
的一些操作要求，正确的是
A．每次必须由同一位置静止释放小球
B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．记录的点应适当多一些
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的
频闪照片．在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是 ．已知频闪周期
为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是
A．
B．
C．
D．
10．（2023·浙江·高考真题）在“探究平抛运动的特点”实验中
（1）用图1 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2 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 上同一位置静止滚下
（3）用图3 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y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为
d，则钢球平抛初速度v0为 。
A．
B．
C．
D．
11．（2023·新课标卷·高考真题）将扁平的石子向水面快速抛出，石子可能会在水面上一
跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果，石子接触
水面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ。为了观察到“水漂”，一同学将一石子从距
水面高度为h 处水平抛出，抛出速度的最小值为多少？（不计石子在空中飞行时的空气阻
力，重力加速度大小为g）
12．（2020·北京·高考真题）无人机在距离水平地面高度处，以速度
水平匀速飞行并释
放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为
。
(1)求包裹释放点到落地点的水平距离
；
(2)求包裹落地时的速度大小；
(3)以释放点为坐标原点，初速度方向为
轴方向，竖直向下为
轴方向，建立平面直角坐
标系，写出该包裹运动的轨迹方程。
13．（2020·山东·高考真题）单板滑雪U 型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为
如图甲所示的模型： U 形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直
轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s 的速度从轨道边
缘上的M 点沿轨道的竖直切面ABCD 滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD 的夹角
α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N 点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质
点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求：
(1)运动员腾空过程中离开AD 的距离的最大值d；
(2)M、N 之间的距离L。
14．（2011·山东·高考真题）如图所示，在高出水平地面
的光滑平台上放置一质量
、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度
且表面光滑，左段
表面粗糙．在A 最右端放有可视为质点的物块B，其质量
．B 与A 左段间动摩擦
因数
．开始时二者均静止，现对A 施加
水平向右的恒力，待B 脱离A（A
尚未露出平台）后，将A 取走．B 离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离
．
（取
）求：
（1）B 离开平台时的速度
．
（2）B 从开始运动到刚脱离A 时，B 运动的时间ts和位移xB
（3）A 左端的长度l2
