資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
5.3 實驗:探究平拋運動的特點
一學科核心素養
1.物理觀念
知道拋體運動、平拋運動的含義，掌握其為勻變速曲線運動。
2.科學思維
掌握化曲為直的思想，通過實驗掌握研究方法。
3.科學探究
通過觀察實驗，能夠提出物理問題，分析實驗數據，得到實驗結論。
4.科學態度與責任
掌握平拋運動的特點，有將所學知識應用到生活中的意識。
二學習重難點
重點
知道實驗原理、步驟以及注意事項，會判斷平拋運動的軌跡。
難點
會計算平拋運動物體的初速度，能掌握描跡法、頻閃照相法、對比法等探究實驗的常用方法。
三課前預習
1．（1）為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖甲所示，用小錘擊打彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面；在如圖乙所示的實驗中，將兩個完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內，最下端水平。把兩個質量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平木板平滑連接，則將觀察到的現象是球1落到水平木板上時恰好擊中球2，這兩個實驗說明___________。
A．甲實驗只能說明平拋運動在豎直方向上做自由落體運動
B．乙實驗只能說明平拋運動在水平方向上做勻速直線運動
C．不能說明上述規律中的任何一條
D．甲、乙兩個實驗均能同時說明平拋運動在水平、豎直方向上的運動性質
（2）小球與斜槽之間有摩擦對研究平拋運動規律的實驗___________（“有”或者“沒有”）影響。
2．以速度v0沿水平方向拋出一物體，以拋出點為原點，以初速度v0的方向為x軸方向，豎直向下的方向為y軸方向，建立如圖所示的平面直角坐標系。
（1）水平方向：不受力，加速度是______，水平方向為______運動，vx＝______。
（2）豎直方向：只受重力，由牛頓第二定律得到：mg＝ma，所以a＝______；豎直方向的初速度為______，所以豎直方向為______運動，vy＝______
（3）合速度
大小：v＝＝；
方向：tan θ＝＝（θ是v與水平方向的夾角）。
3．平拋運動的特點：
（1）初速度沿______方向；
（2）只受______作用。
4．平拋運動物體在水平方向上的速度不隨時間發生變化，______；
平拋運動物體在豎直方向上的速度隨時間變化的規律是：______；平拋運動的速度：______
設平拋運動物體在t時刻的速度方向與初速度方向間的夾角為θ，則有______。
5．我國傳統農具——風柜，工作原理如圖。轉動搖柄，聯動風箱內的風葉，向車斗內送風。入料倉漏口H漏出的稻谷經過車斗，若是飽粒的落入第一出料口；若是癟粒的落入第二出料口；質量小的草屑被吹出出風口。已知、B、三點在同一水平線上，在H正下方，的高度為0.45m。在車斗內稻谷要考慮重力和水平風力的作用，其中水平風力都為恒定不變，取重力加速度g為。現質量為的癟粒從H漏出時速度為零，然后恰好經B點落入第二出料口。
（1）上述情況中，該癟粒是否做平拋運動？（填“是”、或“不是”）答：____________。
（2）在豎直方向上，該癟粒做____________運動（填“平拋”、或“自由落體”），從H落到出料口所經歷的時間是____________；
（3）在水平方向上，該癟粒做____________運動（填“平拋”、或“勻加速直線”），第一出料口的寬度是____________。
6．以速度v0沿水平方向拋出一物體，以拋出點為原點，以初速度v0的方向為x軸方向，豎直向下的方向為y軸方向，建立如圖所示的平面直角坐標系。
（1）水平方向：不受力，加速度是___________，___________。
（2）豎直方向：只受重力，由牛頓第二定律得到，所以___________；豎直方向的初速度為___________，___________
7．平拋運動物體的橫坐標x和縱坐標y的關系是：______，此即平拋運動物體的軌跡方程，顯然，這是一個______方程。
四自我檢測
1．關于平拋運動下列說法不正確的是（　　）
A．平拋運動是勻變速運動
B．平拋運動的加速度不變
C．平拋運動相等時間里速度變化量相等
D．平拋運動是變加速運動
2．物體做平拋運動時，描述物體在豎直方向下落的高度h隨時間t的變化規律的圖線是如圖中的（　　）
A． B．
C． D．
3．關于平拋運動，下列說法正確的是（　　）
A．平拋運動是一種在恒力作用下的曲線運動
B．做平拋運動的物體初速度越大，在空中運動的時間越長
C．平拋運動是一種非勻變速曲線運動
D．平拋運動的軌跡為拋物線，其速度方向和加速度方向都時刻在變化
4．一物體做平拋運動，從拋出點算起，末其水平分速與豎直分速大小相等，經落地，則以下說法錯誤的是（　　）
A．物體做平拋運動的初速度為
B．落地時的水平位移為
C．第一、第二、第三秒內速度的變化是相等的
D．第一、第二、第三秒內的位移之比為
5．生活中曲線運動隨處可見，關于物體做曲線運動，下列說法正確的是（　　）
A．速度方向有時與曲線相切，有時與曲線的切線垂直
B．平拋運動是勻變速曲線運動，斜拋運動是變加速曲線運動
C．物體所受合力的方向一定與速度的方向不在同一直線上
D．物體所受合力可能不變，但它的加速度一定改變
6．一物體做平拋運動，先后在兩個不同時刻的速度大小分別為v1和v2，時間間隔為Δt，則下列說法錯誤的是（　　）
A．v1和v2的方向一定不同
B．v1C．由v1到v2的速度變化量Δv的方向不一定豎直向下
D．由v1到v2的速度變化量Δv的大小為gΔt
7．圖為研究平拋運動的演示實驗裝置，C為彈性鐵片，它位于B球的左面并夾緊A球，開始時兩球均靜止，當小錘D下擺時打擊鐵片C，使B球做平拋運動，同時使A球自由下落，對該實驗出現的現象或應得出的結論是（不考慮空氣的阻力）（　　）
A．兩球在空中運動，兩者高度始終相同
B．兩球可能不是同時落地的
C．實驗表明，平拋運動就是自由落體運動
D．實驗表明，平拋運動的水平分運動是勻速直線運動
8．抗震救災國之大事，消防隊員沖鋒在前。為保障災民生命財產安全，消防隊員利用無人機為災民配送物資，某次在執行任務時，無人機從地面起飛，所配送物資的質量為（含包裝材料），飛行過程中，通過速度傳感器測出無人機水平方向和豎直方向的分速度和隨飛行時間的關系圖像如圖甲、乙所示，無人機到達最大高度后釋放物資，物資落在預定地點，不計空氣阻力，取，以下說法正確的是（　　）
A．時間內，無人機做曲線運動 B．時無人機速度為
C．時間內，無人機位移約為 D．從物資釋放到落地的時間為
9．勻速直線運動的火車上有一個蘋果自由落下，關于蘋果的運動下列說法正確的是（　　）
A．在火車上看蘋果不是自由落體運動
B．在火車上看蘋果在下落的同時向車后運動
C．在地面上看蘋果做自由落體運動
D．在地面上看蘋果做平拋運動
10．物體在平拋運動的過程中，在相等的時間內，下列物理量相等的是（ ）
A．速率 B．加速度 C．位移 D．平均速度
三課前預習
1． AB##BA 沒有
2． 0 勻速直線 v0 g 0 自由落體 gt
3． 水平 重力
4．
5． 不是 自由落體 0.3s 勻加速直線 0.27m
6． 0 v0 g 0 gt
7． ； 二次函數
四自我檢測
參考答案：
1．D
【詳解】ABD．物體做平拋運動時只受重力作用，根據牛頓第二定律可知，物體的加速度恒定，做勻變速運動，AB正確，D錯誤；
C．平拋運動的加速度不變，根據可得
即加速度不變，相等時間里速度變化量相等，C正確。
本題選擇不正確選項，故選D。
2．A
【詳解】平拋運動，在豎直方向上為自由落體，則豎直方向下落的高度h隨時間t的變化規律為
h隨時間t為二次函數關系，故BCD錯誤，A正確。
故選A。
3．A
【詳解】A．初速度沿水平方向，只受重力作用的運動叫平拋運動，所以它是一種在恒力作用下的曲線運動，A正確；
B．平拋運動可以看成水平的勻速直線運動及豎直方向的自由落體運動，合運動及分運動具有等時性，當豎直方向運動結束時，平拋運動就結束，所以平拋運動的時間由高度決定，與初速度無關，B錯誤；
C．平拋運動只受重力作用，加速度恒定，所以，平拋運動是勻變速曲線運動，C錯誤；
D．平拋運動的軌跡為拋物線，速度的方向時刻改變，加速度為重力加速度，方向始終豎直向下， D錯誤。
故選：A。
4．D
【詳解】A．根據題意可得初速度大小
故A正確；
B．落地時的水平位移為
故B正確；
C．根據可知第一、第二、第三秒內速度的變化是相等的，故C正確；
D．豎直方向做自由落體運動，第一、第二、第三秒內的豎直方向位移之比為，水平方向做勻速直線運動，第一、第二、第三秒內的水平方向位移之比為，根據平行四邊形定則可知第一、第二、第三秒內的位移之比不等于，故D錯誤。
本題選錯誤項，故選D。
5．C
【詳解】A．曲線運動的速度方向總是與曲線相切，選項A錯誤；
B．拋體運動都是只受重力的運動，加速度恒定為g，則平拋運動和斜拋運動都是勻變速曲線運動，選項B錯誤；
C．做曲線運動的物體所受合力的方向一定與速度的方向不在同一直線上，選項C正確；
D．做曲線運動的物體所受合力可能不變，它的加速度也可能改變，例如平拋運動，選項D錯誤。
故選C。
6．C
【詳解】A．平拋運動的軌跡是曲線，某時刻的速度方向為該時刻軌跡的切線方向，不同時刻方向不同，故A正確，不符合題意；
B．v0不變，因為
所以
v2>v1
故B正確，不符合題意；
CD．由
Δv＝gΔt
知Δv方向一定與g方向相同，即豎直向下，大小為gΔt，故C錯誤，符合題意，D正確，不符合題意。
故選C。
7．A
【詳解】兩球同時開始運動，同時落地，說明平拋運動豎直方向運動就是自由落體運動，在空中兩者高度始終相同，無法說明水平分運動的規律，故A正確，BCD錯誤。
故選A。
8．C
【詳解】A．0~10s時間內，無人機在水平方向上做初速度為零的勻加速運動，在豎直方向上做初速度為零的勻加速運動，則合運動為初速為零的勻加速直線運動，故A錯誤；
B．25s時刻無人機水平方向速度
豎直方向上速度
此時速度
故B錯誤；
C．0~40s時間內，無人機水平位移
無人機豎直方向高度
其位移
故C正確；
D．從物資釋放到落地，對物資豎直方向上
代入可解得
s
故D錯誤。
故選C。
9．D
【詳解】AB．以地面為參考系，在水平方向上蘋果與火車速度相同，則以火車為參考系，蘋果的水平方向速度為零，蘋果做自由落體運動，故AB錯誤；
CD．以地面為參考系，在水平方向上蘋果與火車有相同的速度，所以蘋果水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，合運動為平拋運動，故C錯誤，D正確。
故選D。
10．B
【詳解】A．水平速度不變，豎直速度逐漸變大，則速率不相等，A錯誤；
B．平拋運動的物體在豎直方向做勻加速運動，水平方向做勻速運動，則加速度恒定為g，B正確；
CD．在相等時間內，平拋運動在水平方向上的位移相等，豎直方向上的位移不等，根據平行四邊形定則知，位移的大小不等，根據平均速度的定義式知，平均速度不等，CD錯誤。
故選B。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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