2021屆高考物理三輪沖刺突破訓練：研究平拋物體的運動 (解析版)

研究平拋物體的運動【原卷】

1.如圖（a）“是研究平拋運動”的實驗裝置圖，（b）是實驗后在白紙上作的

圖計算小球平拋初速度的公式為y°=，（用y,x,g表示）根據(jù)圖（b）

給出的數(shù)據(jù)，可計算出v0=m/so（取j?=9.8m/§2）

2.某學習小組利用斜槽平拋小球來研究平拋物體的運動規(guī)律。

（1）下列哪些因素會導致實驗誤差增大O

A.小球與豎直固定的坐標紙有摩擦

B.小球與斜槽軌道之間有摩擦

C.計算初速度時所選的點距拋出點較遠

D.斜槽末端的水平部分沒有保持水平

（2）將實驗裝置和器材按正確方法安裝、調(diào)整完成后，該學習小組采用頻

閃照相的方法，在坐標紙上留下0、1、2、3、4……多個小球的影像，其中

。恰好為拋出點.已知照相機的閃光頻率為20Hz（即每1秒閃光20次），

描繪得到小球的運動軌跡如圖所示，通過對坐標紙上1-4四個點進行測量，

得到各點到O點的水平距離x和豎直距離y的數(shù)據(jù)如下表所示，通過分析可

知小球在水平方向上做勻速直線運動，計算可得小球拋出時的初速度大小等

于m/s,分析可知小球在豎直方向上做勻加速直線運動，計算可得

當?shù)氐闹亓铀俣葴y量值等于m/s2，小球通過第2點時速度大小

為m/s0（空氣阻力可忽略不計，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

位置x/cmy/cm

15.001.25

210.005.00

315.0011.25

420.0020.00

3.學生在做“研究平拋運動”實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描

點法畫出小球平拋運動的軌跡。

⑴已備有如下器材：A.白紙，B.圖釘，C.方木板，D.斜槽軌道，E.小

球，F(xiàn).秒表，G.重錘線，H.刻度尺，I.有孔直角卡片。

上述器材中不需要的是(填器材名稱前的字母)

(2)為了得到較準確的運動軌跡，在下面的操作要點中你認為正確的是

A.通過調(diào)節(jié)使斜槽軌道的末端水平；

B.為減小實驗誤差，應使小球每次從斜槽軌道上不同位置滾下，最后取平

均值；

C.為消除軌道摩擦力的影響，應使斜槽軌道的末端傾斜，直到小球能在軌

道的末端勻速運動以平衡摩擦力；

D.小球每次必須從斜槽上的同一位置靜止釋放。

(3)某同學在實驗中得到如圖所示的曲線，該曲線是平拋運動軌跡中間的一部

分，x軸和y軸分別表示水平方向和豎直方向，則該物體平拋運動的初速度

為m/s,小球拋出點的位置在圖中坐標系中的坐標為

4.(1)如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方

格的邊長均為5cm,如果取g=lOm//,那么：

'A

B

C

□照相機的閃光頻率是Hz；

□小球運動中水平分速度的大小是m/s；

□小球經(jīng)過B點時的速度大小是m/s。

(2)在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用下列各種裝置圖，以下操作不合理的

是()

裝置1裝置2

A.選用裝置1研究平拋物體豎直分運動，應該用眼睛看A、B兩球是否同

時落地

B.選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細水柱顯示平拋軌跡，豎直管上端/一定要高

于水面

C.選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次一定要從斜槽上同一位置由靜

止釋放

D.選用裝置3要通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

5.如圖，在“探究平拋運動的特點”實驗中:

(1)為準確確定坐標軸，還需要的器材是

A.彈簧測力計B.鉛垂線C.打點計時器D.天平

(2)實驗過程中，應使小球每次從斜槽上(選填“相同”或“不同”)的位

置由靜止?jié)L下，斜槽軌道對小球的摩擦力對該實驗(選填“有”或“沒

有”)影響；

(3)小明同學是利用頻閃照相的方式研究平拋運動，如圖是他將照相機對準每

小格邊長為3.2cm的方格背景拍攝的頻閃照片，不計空氣阻力，取重力加速

度^=10m/s2,則照相機兩次閃光的時間間隔T=s,小球被拋出時的水

平速度蜘=m/s,小球經(jīng)過5點的速度大小VB=m/s(結(jié)果可保

留根式）。

6.在“研究平拋運動”的實驗中，記錄了小球在運動中的4個位置，如圖所

示，

⑴已知圖中小方格的邊長L=1.25cm,則小球平拋的初速度為v（）=

（用L、g表示），其值是；（取筍9.8m/§2）

（2）h點的速度vh=o（用L、g表示）

7.某學習小組用圖甲和圖乙所示的裝置“探究平拋運動的特點”。

甲乙丙

(1)下列實驗操作合理的有O

A.用圖甲裝置研究平拋物體的豎直分運動時，應用眼睛看A、B兩球是否

同時落地

B.圖乙裝置中的背板必須處于豎直面內(nèi)，固定時可用鉛垂線檢查背板是否

豎直

C.若將小球放在圖乙裝置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持靜止，則

說明斜槽末端水平

D.用圖乙裝置多次實驗以獲得鋼球做平拋運動的一條軌跡時，不需要每次

從斜槽上同一位置靜止釋放鋼球

(2)該小組利用圖乙裝置，記錄了鋼球所經(jīng)過的/、B、C三個位置，如圖丙

所示。圖中每格的邊長為，重力加速度為g。

匚鋼球從A運動到5和從6運動到C的時間(選填“相等”或“不

相等”)；

匚鋼球從“運動到5的時間為(用L、g表示)；

□鋼球做平拋運動的初速度為(用2、g表示)。

8.采用如圖所示的實驗裝置做“研究平拋運動”的實驗。

(1)實驗時需要下列哪個器材0

A.彈簧秤B.重錘線C.打點計時器

(2)做實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球平拋運動的

軌跡。下列的一些操作要求，正確的是。

A.每次必須由同一位置靜止釋放小球

B.每次必須嚴格地等距離下降記錄小球位置

C.小球運動時不應與木板上的白紙相接觸

D.記錄的點應適當多一些

9.某同學使用圖甲所示裝置進行“研究平拋物體的運動”驗，請根據(jù)該實驗

的原理的操作方法回答如下問題:

坐標紙/方格紙

(1)下列對實驗操作的描述中，正確的有()

A.此實驗中重垂線用于確定擋板是否豎直，同時確定在白紙上建立直角坐

標的豎直方向，才能確定水平方向；

B.在安裝實驗裝置的過程中，發(fā)現(xiàn)斜槽末端的切線不是水平的，此時應通

過調(diào)節(jié)裝置底座上的調(diào)節(jié)螺栓來將斜槽末端調(diào)整水平；

C.為更好地反映真實運動，應盡量減小鋼球與傾斜滑槽間的摩擦：

D.用平滑的曲線將白紙上打出的各點連接起來就得到小球的平拋軌跡。

(2)圖乙所示為實驗中用方格坐標紙記錄了小球的運動軌跡，/、B、C和。

為軌跡上的四點，小方格的邊長為，當?shù)刂亓铀俣葹間,則小球做平拋

運動的起點到C點的時間片，經(jīng)。點時速度大小為

10.某實驗小組利用如圖所示裝置研究平拋運動。

(1)讓小球從斜槽上滾下，并從槽口拋出。通過多次實驗，在豎直的坐標紙上

記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置，用平滑曲線連接起來，得到小球做平拋運動的

軌跡。下列操作要求正確的有O

A.應通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平

B.每次應在同一位置釋放小球

C.每次必須由靜止開始釋放小球

D.必須用光滑小球做此實驗

(2)通過正確操作，在坐標紙上得到小球做平拋運動的軌跡，選取軌跡上的一

點，測量對應的水平、豎直坐標分別為x、若重力加速度為g,則小球

平拋的初速度vo=o為了依據(jù)軌跡較準確得出小球平拋的初速度,

請你提出減小誤差的一種方法。

研究平拋物體的運動

1.如圖（a）“是研究平拋運動”的實驗裝置圖，（b）是實驗后在白紙上作的

圖計算小球平拋初速度的公式為y°=，（用y,x,g表示）根據(jù)圖（b）

給出的數(shù)據(jù)，可計算出v0=m/so（取j?=9.8m/§2）

【答案】：xjm1.6

N2y

【解析】：小球做平拋運動，則

%=卬

12

y=2gr

解得

將x=32.0cm,j=19.6cm帶入解得

vo=1.6m/s

2.某學習小組利用斜槽平拋小球來研究平拋物體的運動規(guī)律。

（1）下列哪些因素會導致實驗誤差增大。

A.小球與豎直固定的坐標紙有摩擦

B.小球與斜槽軌道之間有摩擦

C.計算初速度時所選的點距拋出點較遠

D.斜槽末端的水平部分沒有保持水平

（2）將實驗裝置和器材按正確方法安裝、調(diào)整完成后，該學習小組采用頻

閃照相的方法，在坐標紙上留下0、1、2、3、4……多個小球的影像，其中

0恰好為拋出點.已知照相機的閃光頻率為20Hz（即每1秒閃光20次），

描繪得到小球的運動軌跡如圖所示，通過對坐標紙上1-4四個點進行測量，

得到各點到O點的水平距離x和豎直距離y的數(shù)據(jù)如下表所示，通過分析可

知小球在水平方向上做勻速直線運動，計算可得小球拋出時的初速度大小等

于m/s,分析可知小球在豎直方向上做勻加速直線運動，計算可得

當?shù)氐闹亓铀俣葴y量值等于m/s2,小球通過第2點時速度大小

為m/So（空氣阻力可忽略不計，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

位置x/cmy/cm

15.001.25

210.005.00

315.0011.25

420.0020.00

【答案】：AD1.0101.4

【解析】：（1）A.小球與豎直固定的坐標紙有摩擦，小球?qū)⒉辉僮銎綊佭\動,

A正確；

B.小球與斜槽軌道之間有摩擦，不影響小球的平拋運動，B錯誤;

c.計算初速度時所選的點距拋出點較遠，有利于減小實驗誤差，c錯誤;

D.斜槽末端的水平部分沒有保持水平，小球不能做平拋運動，D正確。

故選ADo

(2)根據(jù)勻速直線運動的規(guī)律得

v=-=02m/s=1.0m/s

t4x0.05

根據(jù)加速度公式得得

g=空手用=1。而

0.12

小球通過第2點時豎直分速度大小為

=1L25-1.25X0.01mzs=LOm/s

'0.1

小球通過第2點時速度大小為

=Qv2+丫：m/s?1.4m/s

3.學生在做“研究平拋運動”實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描

點法畫出小球平拋運動的軌跡。

(1)已備有如下器材：A.白紙，B.圖釘，C.方木板，D.斜槽軌道，E.小

球，F(xiàn).秒表，G.重錘線，H.刻度尺，I.有孔直角卡片。

上述器材中不需要的是.(填器材名稱前的字母)

(2)為了得到較準確的運動軌跡，在下面的操作要點中你認為正確的是

A.通過調(diào)節(jié)使斜槽軌道的末端水平;

B.為減小實驗誤差，應使小球每次從斜槽軌道上不同位置滾下，最后取平

均值;

C.為消除軌道摩擦力的影響，應使斜槽軌道的末端傾斜，直到小球能在軌

道的末端勻速運動以平衡摩擦力；

D.小球每次必須從斜槽上的同一位置靜止釋放。

(3)某同學在實驗中得到如圖所示的曲線，該曲線是平拋運動軌跡中間的一部

分，x軸和y軸分別表示水平方向和豎直方向，則該物體平拋運動的初速度

為m/s,小球拋出點的位置在圖中坐標系中的坐標為

【答案】：FAD1(-5cm,-1.25cm)

【解析】：(1)實驗過程中，小球做平拋運動，在白紙上找出小球運動軌跡上

的多個點，然后根據(jù)小球運動軌跡上的點作出小球的運動軌跡即可，實驗過

程不需要測量小球的運動時間，因此該實驗不需要秒表，即不需要的實驗器

材是F；

(2)A.為了描繪平拋運動軌跡，必須調(diào)節(jié)斜槽軌道末端水平，讓小球做平拋

運動，A正確；

B.為減小實驗誤差，應使小球每次從斜槽軌道上同一位置滾下，B錯誤；

C.只要小球每次從斜槽軌道上同一位置滾下，不需要消除軌道摩擦力的影

響，C錯誤；

D.小球每次必須從斜槽上的同一位置靜止釋放，才能描繪出小球真實的運

動軌跡，D正確，故選AD。

(3)根據(jù)

%一切

g

T2

得

在2-%廬亟Jis

VgV10

該物體平拋運動的初速度為

x10x10-2

V°~T~0.1m/s=lm/s

小球在x=10cm處的豎直分速度為

(叫

X+%=1.5m/s

52T2x0.1

拋出點到該點的時間為

V

r=-=0.15s

g

拋出點到該點的水平距離為

Ax=v(/=0.15m=l5cm

拋出點到該點的豎直距離為

1

/^y=—gt~9=0.1125m=11.25cm

拋出點的橫坐標為

10cm-15cm=-5cm

拋出點的縱坐標為

y=10cm-11.25cm=-1.25cm

4.(1)如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方

格的邊長均為5cm,如果取g=10m/s2,那么:

□小球運動中水平分速度的大小是m/s；

□小球經(jīng)過B點時的速度大小是m/so

（2）在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用下列各種裝置圖，以下操作不合理的

是（)

裝置1裝置2

A.選用裝置1研究平拋物體豎直分運動，應該用眼睛看A、B兩球是否同

時落地

B.選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細水柱顯示平拋軌跡，豎直管上端，一定要高

于水面

C.選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次一定要從斜槽上同一位置由靜

止釋放

D.選用裝置3要通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

【答案】：101.52.5B

【解析】：（1）□根據(jù)

得

照相機的閃光頻率

/=-=10Hz

T

②小球運動中水平分速度

匚由點豎直方向上分速度等于NC段豎直方向上的平均速度，則

3點的速度

v=J%2+y；=2.5m/s

(2)A.選用裝置圖1研究平拋物體豎直分運動，應該用眼睛看/、5兩球是否

同時落地，故A正確；

B.裝置圖2中/管內(nèi)與大氣相通，如果N管在水面下可以保證/管上出口

處的壓強為大氣壓強，因而另一出水管的上端口處壓強與，管上出口處的壓

強有恒定的壓強差，保證另一出水管出水壓強恒定，從而水速度恒定。如果

N管上出口在水面上則水面上為恒定大氣壓強，因而隨水面下降，出水管上

口壓強降低，出水速度減小，要保證出水速度穩(wěn)定，要使N的管口在水面以

下，故B錯誤；

C.選用裝置圖3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次一定要從斜槽上同一位置由靜

止釋放鋼球，這樣才能保證初速度相同，故C正確；

D.選用裝置3時斜槽末端一定水平，否則小球不是平拋運動，故D正確。

本題選不合理的，故選B。

5.如圖，在“探究平拋運動的特點”實驗中：

（1）為準確確定坐標軸，還需要的器材是

A.彈簧測力計B.鉛垂線C.打點計時器D.天平

（2）實驗過程中，應使小球每次從斜槽上（選填“相同”或“不同”）的位

置由靜止?jié)L下，斜槽軌道對小球的摩擦力對該實驗（選填“有”或“沒

有”）影響；

（3）小明同學是利用頻閃照相的方式研究平拋運動，如圖是他將照相機對準每

小格邊長為3.2cm的方格背景拍攝的頻閃照片，不計空氣阻力，取重力加速

度g=10m/s2,則照相機兩次閃光的時間間隔7=s,小球被拋出時的水

平速度MO=m/s,小球經(jīng)過B點的速度大小VB=m/s（結(jié)果可保

留根式）。

【答案】：B相同沒有0.081.6逑

5

【解析】：（1）為準確確定坐標軸，還需要的器材是鉛垂線

故選B；

(2)為了保證小球每次平拋的軌跡都是相同的，這就要求小球平拋的初速度相

同，因此在操作中要求每次小球能從同一位置靜止釋放，即有相同的高度,

對于斜槽導軌對小球是否有摩擦力，對實驗結(jié)果沒有影響，只要能平拋即可;

(3)在豎直方向上，根據(jù)

Ay-2L-g△/

得閃光的間隔

2L

△/=生"紋=。。8s

g10

平拋運動的初速度

=4￡=4xQn32m/s=L6m/s

%

\t0.08

5點的豎直分速度

8L8x0.032,

?=----=-----------m/s=1.6m/s

述v2Ar0.08x2

根據(jù)平行四邊形定則知，5點的速度

22

vB=&+%=A/1.6+1.6m/!考向s

6.在“研究平拋運動”的實驗中，記錄了小球在運動中的4個位置，如圖所

示，

⑴已知圖中小方格的邊長￡=1.25cm,則小球平拋的初速度為vo=

(用L、g表示)，其值是；(取g=9.8m/§2)

(2)h點的速度vb=o(用L、g表示)

【答案】：2y[Lg0.7m/s

【解析】：(1)由Aj，=gT2得相鄰兩點之間的時間間隔

所以小球的初速度

vo=y-=2y[Lg

代入數(shù)據(jù)得

vo=O.7m/s

(2)。點的豎直方向的速度

-2T2

Vb=Q4+說

7.某學習小組用圖甲和圖乙所示的裝置“探究平拋運動的特點”。

甲乙丙

（1）下列實驗操作合理的有。

A.用圖甲裝置研究平拋物體的豎直分運動時，應用眼睛看A、B兩球是否

同時落地

B.圖乙裝置中的背板必須處于豎直面內(nèi)，固定時可用鉛垂線檢查背板是否

豎直

C.若將小球放在圖乙裝置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持靜止，則

說明斜槽末端水平

D.用圖乙裝置多次實驗以獲得鋼球做平拋運動的一條軌跡時，不需要每次

從斜槽上同一位置靜止釋放鋼球

（2）該小組利用圖乙裝置，記錄了鋼球所經(jīng)過的/、B、C三個位置，如圖丙

所示。圖中每格的邊長為，重力加速度為g。

匚鋼球從A運動到5和從6運動到C的時間（選填“相等”或“不

相等”）；

□鋼球從“運動到5的時間為（用L、g表示）;

□鋼球做平拋運動的初速度為（用L、g表示）。

【答案】：BC相等

【解析】：（1）A.選用裝置圖甲研究平拋物體豎直分運動，應該是聽聲音的

方法判斷小球是否同時落地，故A錯誤；

B.小球做平拋運動在豎直平面內(nèi)，圖乙裝置中的背板必須處于豎直面內(nèi)，

固定時可用鉛垂線檢查背板是否豎直，故B正確；

C.若將小球放在圖乙裝置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持靜止，則

說明斜槽末端水平，故c正確；

D.用圖乙裝置多次實驗以獲得鋼球做平拋運動的一條軌跡時，每次一定要

從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球，這樣才能保證初速度相同，故D錯誤。

故選BCo

(2)□鋼球從A運動到B和從B運動到C的水平位移相同，所以時間相等;

在豎直方向上，根據(jù)D=2L=g/得，從A運動到B的時間為"

鋼球平拋運動的初速度v0=y=屈o

8.采用如圖所示的實驗裝置做“研究平拋運動”的實驗。

(1)實驗時需要下列哪個器材O

A.彈簧秤B.重錘線C.打點計時器

(2)做實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球平拋運動的

軌跡。下列的一些操作要求，正確的是。

A.每次必須由同一位置靜止釋放小球

B.每次必須嚴格地等距離下降記錄小球位置

C.小球運動時不應與木板上的白紙相接觸

D.記錄的點應適當多一些

【答案】：BACD

【解析】：(1)該實驗需要用重錘線確定豎直方向，畫出y坐標軸，取斜槽末

端小球球心的位置為坐標原點，過坐標原點畫y軸垂線，作出》軸，這樣建

立平面直角坐標系，研究平拋運動規(guī)律，該過程沒有用到彈簧秤、打點計時

器，故選B。

(2)A.每次必須由同一位置靜止釋放小球，這樣才能保證小球離開斜槽末端

速度相同，對應的才是同一個平拋運動，故A正確；

B.每次不必等距離下降記錄小球位置，故B錯誤;

C.為保證小球運動過程中只受重力作用，小球運動時不應與木板上的白紙

相接觸，故C正確；

D.記錄的點應適當多一些，這樣用描點法畫得軌跡會更接近真實的運動軌

跡，故D正確，故選ACD。

9.某同學使用圖甲所示裝置進行“研究平拋物體的運動”驗，請根據(jù)該實驗

的原理的操作方法回答如下問題：

坐標紙/方格紙

(1)下列對實驗操作的描述中，正確的有()

A.此實驗中重垂線用于確定擋板是否豎直，同時確定在白紙上建立直角坐

標的豎直方向，才能確定水平方向；

B.在安裝實驗裝置的過程中，發(fā)現(xiàn)斜槽末端的切線不是水平的，此時應通

過調(diào)節(jié)裝置底座上的調(diào)節(jié)螺栓來將斜槽末端調(diào)整水平；

C.為更好地反映真實運動，應盡量減小鋼球與傾斜滑槽間的摩擦：

D.用平滑的曲線將白紙上打出的各點連接起來就得到小球的平拋軌跡。

(2)圖乙所示為實驗中用方格坐標紙記錄了小球的運動軌跡，，、B、C和0

為軌跡上的四點，小方格的邊長為，當?shù)刂亓铀俣葹間,則小球做平拋

運動的起點到C點的時間/=,經(jīng)。點時速度大小為

【解析】：(1)A.此實驗中重垂線用于確定擋板是否豎直，同時確定在白紙

上建立直角坐標的豎直方向，才能確定水平方向，選項A正確；

B.裝置底座上的調(diào)節(jié)螺栓是用來調(diào)節(jié)中垂線是否豎直的，不