專題4.4實驗五：研究平拋物體的運動

國練基礎(chǔ)

1.某同學(xué)用下圖裝置研究平拋運劭的規(guī)律。

d

(1)先用小錘擊打彈性金屬片，A球水平拋出，4球自由下落，改變高度多次實驗，兩球均同時落地，實

驗說明平拋運動在豎直方向的分運動是__________；

(2)在小錘擊打彈性金屬片的同時，用頻閃照相機拍攝A球運動的軌跡。圖為小球人的頻閃照片的一部分。

已知照片1：小力格的實際邊長為5cm,頻閃照片上相鄰兩點拍攝的時間間隔為Sis,則小球A平拋的初速度

大小為m/so

2.在研究平拋運動的實驗中:

(1)對于實驗的操作要求，下列說法正確的是

A.軌道必須是光滑的，且每次釋放小球的初始位置相同

B.應(yīng)該將斜槽軌道的末端調(diào)成水平

C.以斜槽末端，緊貼著槽口處作為小球做平拋運動的起點和所建坐標(biāo)的原點0

D.為準(zhǔn)確描述小球的運動軌跡，應(yīng)將用一條曲線把所有的點連接起來

(2)如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖中方格的格長為5cm,取g=10m/S,求:

①小球運動的水平分速度是m/s；

②小球經(jīng)過B點時速度的大小是m/So

3.用甲圖實驗裝置，進行“探究平拋運動特點”的實驗。實驗過程中，用鐵錘打擊彈片，使A球水平拋出,

同時B球自由落下，并用頻閃照相記錄小球的運動情況，如圖乙所示。發(fā)現(xiàn)兩球在豎直方向的運動始終同

（1）下列判斷正確的是；

A.實驗中必須保證兩球的質(zhì)量相等

B.球A在豎直方向的分運動為自由落體運動

C.若增大打擊彈片力度，A球在空中運動時間將延長

（2）小球運動中的幾個位置如圖乙所示，請在乙圖中描繪出A球的運動軌跡

4.用圖示裝置“探究平拋運動的特點”，甲圖中，M、N為相同的斜槽，且都固定在背板上，開關(guān)同時控制

兩斜槽上電磁鐵的通斷。夕為一可以在橫桿上左右移動的電磁鐵，K為一光控開關(guān)（控制。的通斷，當(dāng)鐵球

經(jīng)過此處時K斷開），Q為傾斜擋板，背板與底座（如圖乙）垂直。步驟如下：

①調(diào)節(jié)高度旋鈕，使兩水平儀中氣泡均處于中央；

②移去Q,接通電源，閉合S,讓斜槽M、N上的電磁鐵分別吸住兩鐵球，斷開S,觀察現(xiàn)象；

③再閉合S,讓尸及M的電磁鐵分別吸住兩鐵球，斷開S,觀察現(xiàn)象。改變P的位置，重復(fù)上述操作；

④將一坐標(biāo)紙和復(fù)寫紙固定在背板上，裝上。閉合S,讓M的當(dāng)磁鐵吸住小球，斷開S,鋼球落到Q上,

擠壓復(fù)寫紙，在紙上留下印跡。上下調(diào)節(jié)Q,重復(fù)此過程，記錄多個印跡：

⑤斷開電源，取下坐標(biāo)紙，根據(jù)臼跡進行分析。

（1）調(diào)節(jié)左側(cè)水平儀的目的是_____；

（2）步驟③觀察到現(xiàn)象是,說明了；

（4）某次實驗中，底座上右側(cè)水平儀如丁所示，若不計阻力，則可能出現(xiàn)的誤差有；

A.因背板上端向紙面外側(cè)傾斜，導(dǎo)致%測量值偏小

B.因背板上端向紙面外側(cè)傾斜，導(dǎo)致％測最值偏大

C.因背板上端向紙面內(nèi)側(cè)傾斜，導(dǎo)致%測量值偏小

D.因背板上端向紙面內(nèi)側(cè)傾斜，導(dǎo)致%測量值偏大

5.某學(xué)習(xí)小組用實驗探究平拋運動規(guī)律，采用如圖所示實驗裝置。

（1）剛開始時，讓小球A、B處于同一高度，用小錘擊打彈性金屬片，使A球水平飛出，同時B球被松開。

（2）改變小錘打擊的力度，觀察A、B兩球落地的先后情況，發(fā)現(xiàn)（填字母）

A.擊打的力度越大，A球越先落地

B.擊打的力度越大，A球越后落地

C.無論擊打的力度如何，兩球總是同時落地

D.以上情況都有可能

（3）一位同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到小球A做平拋運動的照片，如圖所示。圖中每個小方格的邊長為

L分析可知，位置a（選填“是”或“不是”）平拋運動的起點，該頻閃攝像照片的頻率為,

（用含有L和g的式子表示），小球做平拋母動到達b點速度昕（用含有L和g的式子表示）

落地。關(guān)于本實驗，下列說法正確的是（)

A.實驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在水平方向上是勻速直線運動

B.實驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動

C.實驗現(xiàn)象可以同時說明平拋運動在兩個方向上的運動規(guī)律

（3）某同學(xué)設(shè)計了?個探究平拋運動的家庭實驗裝置。如圖4所示，在?個較高的塑料筒側(cè)壁靠近底部的

位置鉆一個小孔，在小孔處沿水平方向固定一小段吸管作為出水口。將塑料筒放在距地面一定高度的水平

桌面上，在筒中裝入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，測量出水口到地面的高度y和水柱的水平

射程工。在實驗測量的過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)測量水柱的水平射程x時，若測量讀數(shù)太慢，、的數(shù)值會變化.，

國4

。.請分析水平射程X的數(shù)值變化的原因。（）

、為了減小實驗誤差，應(yīng)選用直徑較大的容器，還是直徑較小的容器？請說明判斷依據(jù)。（）

2.（2022?廣東汕頭?二模）小羽同學(xué)嘗試?yán)脭?shù)碼相機和視頻軟件研究平拋運動。在平拋運動演示儀表面貼

上坐標(biāo)紙，拍攝出小球做平拋運動的?段視頻。利用FreeVidcotoJPG軟件將視頻轉(zhuǎn)化為圖片，若視頻幀格

式是每秒30幀，即通過軟件每秒可生成30張圖片，在圖片中選出有小球畫面的連續(xù)7張圖片，并依次對

齊疊加，得到小球做平拋運動時連續(xù)時刻的像，如圖所示。以坐標(biāo)紙的左上角為坐標(biāo)原點，以水平向右為x

軸正方向，豎直向下為），軸正方向建立直角坐標(biāo)系，讀取小球水平方向和豎直方向的位置，記錄到表格中。

位置xn(m)yn(m)

10.0000.000--

20.0250.0100.010

30.04g0.0290.019

40.0700.0580.029

50.0940.0990.041

60.1170.1500.051

70.1390.2120.062

（1）疊加后圖片中小球相鄰兩個壕的時間間隔是S,小球水平方向的平均速度為m/So（結(jié)果

保留兩位有效數(shù)字）

（2）用逐差法計算小球的加速度，則。=m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

3.（2022.海南.?？谝恢心M）在“探究平拋運動的特點”的實驗中:

（1）為減小空氣阻力對小球的影響，選擇小球時，應(yīng)選擇下列的：

A.實心小鐵球B.空心小鐵球C.實心小木球D.以上三種球都可以

（2）在“研究平拋物體運動”的實驗中，小球與斜槽間的摩擦力對描繪平拋物體運動的軌跡_____（填“有”

或“沒有”）影響；

（3）某同學(xué)為了更精確地描繪出小球做平拋運動的枕跡，使用頻閃照相機（每隔相等時間7拍一次照片）

拍攝小球在空中的位置，圖中背景方格的邊長表示實際長度5cm,如果取g=IOm/s2,那么小球做平拋運動

的水平初速度大小是m/so

4.（2022?四川南充?三模）某中學(xué)生用如圖（a）所示裝置和頻閃儀、照相機”探究平拋運動的特點實驗時

該同學(xué)使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔0.1s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得

到的照片如圖（b）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）.圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的

紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為20cm.該同學(xué)在實驗中測得的小球的高度差已

經(jīng)在圖（b）中標(biāo)出，

24.3cm

34.1cm

43.7cm

53.1cm

完成下列填空：

（1）小球做平拋運動的初速度叱m/s,小球運動到圖中位置A時，其速度的豎直分量大小為

m/s（結(jié)果均保留2位小數(shù)）；

（2）根據(jù)圖（b）中實驗數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭測量值為m/s2；

5.（2022?福建福州?三模）某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置研究“平拋物體運動”的實驗。

（1）實驗操作步驟如下

A.把復(fù)寫紙和白紙固定在豎直的硬板上，在硬板的左上方固定斜槽，并使其末端保持水平

B.將小球從斜槽尸點由靜止釋放，用擋板擋住小球，在白紙上留下小球平拋運動的痕跡點

C.改變擋板MN的位置，不斷重復(fù)B步驟，則在白紙上留下一系列小球平拋運動的痕跡點要完成實驗?zāi)康?

還需增加下列實驗步驟：。

（A）用天平測量小球質(zhì)量

（B）用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑

（C）通過重錘線，在白紙上畫出豎直線

6.（2022?北京通州?一模）某同學(xué)利用如圖1、圖2所示的實驗裝置“探究平拋運動的特點”。請回答以下問

題:

（1）利用圖1所示裝置，探究平泡運動豎直分運動的規(guī)律。用小錘擊打彈性金屬片后，小鋼球A沿水平方

向拋出，做平拋運動：同時小鋼球B被釋放，做自由落體運動.分別改變小鋼球距地面的高度和小錘擊打

的力度，多次重復(fù)這個實驗,觀察到A、B兩球均同時落地，得到平拋運動在豎直方向的分運動是___________

（選填“勻速直線''或者"自由落體”）運動。

（2）利用圖2所示裝置，能夠得到小鋼球做平拋運動的軌跡。

〃.下列實驗條件必須滿足的有（選填選項前的字母）。

A.斜槽軌道光滑B.斜槽軌道末段水平C.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球

女如果得到了準(zhǔn)確的小鋼球做平拋運動的枕跡，并已經(jīng)確定小鋼球在斜槽軌道末端的球心位置為拋出點0,

如圖2所示。根據(jù)實驗（1）的結(jié)論和其平拋運動軌跡，請分析說明：如何確定水平分運動的規(guī)律。

7.（2022?陜西?西安中學(xué)二模）在做“研究平拋運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實

驗時用如圖1所示的裝置。實驗操作的主要步驟如下：

A.在一塊平木板上釘上復(fù)寫紙和白紙，然后將其豎直立于斜槽軌道末端槽口前，木板與槽口之間有一段距

離，并保持板面與軌道末端的水平段垂直

B.使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在白紙上留下痕跡A

C.將木板沿水平方向向右平移一段動距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在

白紙上留下的痕跡6

D.將木板再水平向右平移同樣距離工，使小球仍從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再在白紙二得到痕跡C

???…Bf

y2

—-■pi-

l*jT**x*'

圖1

（1）關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是

A.斜槽軌道必須盡可能光滑

B.每次釋放小球的位置可以不同

C.每次小球均需由靜止釋放

D.小球的初速度可通過測量小球的釋放點與拋出點之間的高度/?,之后再由機械能守恒定律求出

（2）根據(jù)上述直接測量的量和已知的物理量可以得到小球平拋的初速度大小的表達式％=。（用

題中所給字母表示）

國練真題

1.（2013?北京?高考真題）在實驗摸作前應(yīng)該對實驗進行適當(dāng)?shù)姆治?研究平拋運動的實驗裝置示意如圖.小

球每次都從斜槽的同一位置無初速度移放，并從斜槽末端水平飛出.改變水平板的高度，就改變了小球在

板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動物跡.某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如

圖I、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距.若三次實驗中，小球從跑出點到落點的水平位移

依次是x/,也，xj,機械能的變化量依次為△￡/,AE2,△￡,忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是

斜梢

水平板

A.X2Xt=X3X2i△￡/=△E?=AEj

B.X2Xi>X3X2>△￡/=△￡2=△Ej

C.X2Xi>XjX2,?△￡/<△&<△E3

D.X2Xi<X3X2f△￡/<△E2<AEJ

二、多選題

2.（2014?江蘇?高考真題）為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖所示的裝置進行

實驗。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落。關(guān)于該實驗，卜.列說法中正確

的有（）

A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等

B.兩球應(yīng)同時落地

C.應(yīng)改變裝置的高度，多次實驗

D.實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動

三、實驗題

3.12022.浙江.高考真題）（I）在“研究平拋運動''實驗中，以小鋼球離開軌道末端時球心位置為坐標(biāo)原點O,

建立水平與豎直坐標(biāo)軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為人處靜止釋放，使其水平拋出，通過多次描點可

繪出小球做平拋運動時球心的軌跡，如圖所示。在軌跡上取一點4,讀取其坐標(biāo)（W,加）。

①下列說法正確的是O

A.實驗所用斜槽應(yīng)盡量光滑

B.畫軌跡時應(yīng)把所有描出的點用平滑的曲線連接起來

C.求平拋運動初速度時應(yīng)讀取軌跡上離原點較遠的點的數(shù)據(jù)

②根據(jù)題目所給信息，小球做平拋運動的初速度大小vo=。

③在本實驗中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止移放的理由是_______。

4.（2020.天津.高考真題）某實驗小組利用圖I所示裝置測定平拋運動的初速度。把白紙和復(fù)寫紙疊放一起

固定在豎直木板上，在桌面上固定一個斜面，斜面的底邊岫與桌子邊緣及木板均平行。每次改變木板和桌

邊之間的距離，讓鋼球從斜面頂端同?位置滾下，通過碰撞復(fù)寫紙，在白紙上記錄鋼球的落點。

①為了正確完成實驗，以下做法必要的是。

A.實驗時應(yīng)保持桌面水平

B.每次應(yīng)使鋼球從靜止開始釋放

C.使斜面的底邊M與桌邊重合

D.選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面

圖2

③圖1裝置中，木板上懸掛一條鉛垂線，其作用是_______。

5.（2019?北京?高考真題）用如圖1所示裝置研究平拋運動.將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板

上.鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上.由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在

擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點.移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下

?系列痕跡點.

硬板白紙

（1）下列實驗條件必須滿足的有.

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球

（2）為定量研究，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標(biāo)系.

a.取平拋運動的起始點為坐標(biāo)原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的（選填“最上端”、“最下端”或者“球

心”）對應(yīng)白紙上的位置即為原點；在確定），軸時（選填“需要”或者“不需要”）軸與重睡線平行.

b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、氏C三點，

AB和8C的水平間距相等且均為I,測得A8和BC的豎直間距分別是〉，/和”，則々1（選填“大于”、

“等于”或者“小于”）.可求得鋼球平拋的初速度大小為（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上

述字母表示）.

（3）為了得到平拋物體的運動軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是____________.

A.從細管水平噴出穩(wěn)定的細水柱，拍攝照片，即可得到平拋運動軌跡

B.用頻閃照相在同?底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平勉運動軌跡

c.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會在白紙上留卜.筆

尖的平拋運動軌跡

（4）伽利略曾研究過平拋運動，他推斷：從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射

多遠，在空中飛行的時間都一樣.這實際上揭示了平拋物體.

A.在水平方向上做勻速直線運動

B.在豎直方向上做自由落體運動

C.在下落過程中機械能守恒

（5）牛頓設(shè)想，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點就一次比一次遠，如果速度足夠大,

物體就不再落回地面，它將繞地球運動，成為人造地球衛(wèi)星.

同樣是受地球引力，隨著拋出速度增大，物體會從做平拋運動逐漸變?yōu)樽鰣A周運動，請分析原因.

6.（2019?浙江?高考真題）采用如圖所示的實驗裝置做“研究平拋運動”的實驗

A.彈簧秤B.重錘線C.打點計時器

（2）做實驗時，讓小球多次沿同?軌道運動，通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡.下列的?些操作要求，

正確的是一

A.每次必須由同一位置靜止釋放小球

B.每次必須嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置

C.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸

D.記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些

（3）若用頻閃攝影方法來驗證小球在平拋過程中水平方向是勻速運動，記錄下如圖所示的頻閃照片.在測

得K”X2,X3,X4后，需要驗證的關(guān)系是.己如頻閃周期為T,用下列計算式求得的水平

速度，誤差較小的是一

A.1B.gC,D.

7.（2017?浙江?高考真題）在研究“平拋運動”實驗中，（1）圖1是橫檔條，卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最

高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐標(biāo)原點應(yīng)選小球在斜槽末端時的

A.球心B.球的上端C.球的卜端

在此實驗中，下列說法正確的是

A.斜槽軌道必須光滑B.記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些

C.用光滑曲線把所有的點連接起來D.y軸的方向根據(jù)重垂線麗定

（2）圖2是利用圖1裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可以判斷實驗操作錯誤的是.

A.釋放小球時初速度不為零B.釋放小球的初始位置不同C.斜槽末端切線不水平

（3）圖3是利用穩(wěn)定的細水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是,

X

A

8.（2018?浙江?高考真題）用圖所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗時，除了圖中已給出的實驗器材

外，還需要的測量工具有（填字母）;

A.秒表B.天平C.刻度尺D.彈簧測力計

（2）用圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，釋放重物前有下列操作，其中正確的兩項是

（填字母）；

A.將打點計時器的兩個限位孔調(diào)節(jié)到同?豎直線上

B.手提紙帶任意位置

C.使重物靠近打點計時器

（3）圖是小球做平拋運動的頻閃照片，其上覆蓋了一張透明方格紙.已知方格紙每小格邊長均為0.8cm,

由圖中可知小球的初速度大小為m/s（g取lOm/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.

9.（2014?安徽?高考真題）圖1是“研究平拋物體運動”的實驗裝置，通過描點畫舟平拋小球的運動軌跡。

（1）以下實驗過程的一些做法，其中合理的有

a.安裝斜槽軌道，使其末端保持水平

b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇

c.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放

d.為描出小球的運動軌跡描繪的點可以用折線連接

（2）實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標(biāo)原點，測量它們的水平坐標(biāo)

x和豎直坐標(biāo)y,圖2