2026年高一物理寒假复习与预习 第十二天：实验：探究平抛运动的特点（解析版）

第十二天实验：探究平抛运动的特点

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探究平抛运动的特点内容的考点：

1、平抛运动概念、性质、条件、特征；

2、验证平抛运动水平方向做匀速直线运动;

3、验证平抛运动竖直方向做自由落体运动。

知识点1：探究平抛运动的特点

【实验目的】

探究平抛运动水平分运动的特点。

探究平抛运动竖直分运动的特点。

描出平抛物体的运动轨迹。

求出平抛物体的初速度。

【实验原理】

平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的

初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利用铅笔确定做三抛运动的小球运动时若干不同位置，然后

描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y,利用公式4=0和〉=，尸就可求出小球的水平分速度，即

平抛物体的初速度。

【实验仪器】

木板及竖直固定支架、斜槽（附金属小球）、重锤、图钉、白纸、刻度尺、三角板、铅笔。

【实验装置图】

【实验步骤】

1.把斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面外,调节末端使其切线水平固定。

2.在带有支架的木板上，用图钉把白纸定好,并让竖放木板左上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨

道平面跟板面平行。(如图所示)

3.把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，描出点0,过0点利用重垂线描出竖直方向。

4.让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下，在粗略确定H勺位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过

的位置，并记下这一点，以后依次改变x值，用同样的方法确定其他各点的位置。

5.把白纸从木板上取下来，用三角板过O作与竖直方向垂直的x轴，将一系列所描的点用平滑的曲线

连接起来，这就是小球平抛运动的轨迹。

【实验数据的处理】

1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线

(1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标

具有y=a/的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值。

(2)实验方法

方法一:代入法用刻度尺测量几个点的八y坐标，分别代入y=a?中求出常数明看计算得到的a值

在误差范围内是否为一常数。

方法二:图像法建立八J坐标系，根据所测量的各个点的“、)•坐标值分别计算出对应)•值的J值，在

y-x坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值。

2.计算平抛运动的初速度

(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)

在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度%;因x

=故％="孱。

(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)

如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C,使,4、8间及8、C间的水平距离相等，由平抛运动的

规律可知,.41间与5。间所用时间相等，设为，，则AA=hBC-hiB=gr'，所以r=，所以初

速度%~~T~x

【实验误差】

1.安装斜槽时，其末端切线不水平。

2.小球每次滚下的初位置不尽相同。

3.建立坐标系时，可能误将斜槽末端端口作为坐标原点。

4.空气阻力使小球不是真正的平抛运动。

5.描点不准确。

【注意事项】

1.实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平，木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平

面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。

2.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下，即在斜槽上固定一个挡板，每次都从挡板位置释放小

球。

3.坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球心在木板上的水平投

影点。

4.要在斜槽上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由图板左上角到达右下角；

要在平抛轨迹上选取距0点远一些的点来计算小球的初速度，这样可以减小测量误差。

5.1司定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的啜直平面平行，固定时要用重锤线

检查坐标纸是竖直。

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考点1:平抛运动概念、性质、条件、特征

1.（2023下•上海普陀•高一曹杨二中校考阶段练习）关于物体运动情况的描述，以下说法不正确的是（）

A.当物体做曲线运动时，所受的合外力一定不为零

B.平抛运动是加速度不变的运动

C.匀变速运动一定是直线运动

D.当物体速度为零时，加速度可能不为零

【答案】C

【详解】A.当物体做曲线运动时，速度一定变化，加速度一定不为零，则所受的合外力一定不为零，选项

A正确，不符合题意；

B.平抛运动的加速度恒定为g,是加速度不变的运动，选项B正确，不符合题意；

C.匀变速运动不一定是直线运动，例如平抛运动，选项C错误，符合题意；

D.当物体速度为零时，加速度可能不为零，例如竖直上抛到达最高点时，选项D正确，不符合题意。

故选C。

2.（2021上•浙江•高一开学考试）汶川大地震牵动了祖国每个人的心，纷纷给汶川人民空投物资。某次一

架飞机水平匀速飞行，飞机上每隔1s释放一包物资，先后共释放4包，若不计空气阻力，则落地前4包物

资在空中的排列情况是（）

4

A.

OO

oo

C.oD.o

oo

【答案】B

【详解】根据平抛运动规律可知，间隔相同的时间扔下的四包物资，在水平方向上为匀速直线运动，在竖

直方向为自由落体运动，由于水平速度相等，所以四个小球在竖直方向上排列为一-条直线，故B止确。

故选B.

考点2：验证平抛运动水平方向做匀速直线运动

3.（2022上•江苏•高三学业考试）如图所示，将两个斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，把两个

质量相等的小钢球，从滑道的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板平滑连接，则他将观察到I

球击中2球，这说明（）

A.平抛运动在水平方向是匀速运动

B.平抛运动在竖直方向是自由落休运动

C.平抛运动在水平方向做匀加速直线运动

D.平抛运动在竖直方向做匀速运动

【答案】A

【详解】小球I做平抛运动，小球2做匀速运动，小球I在离开轨道末端时的水平速度与小球2的速度相

等，小球1能够击中小球2,说明小球1与小球2在水平方向上的运动形式相同，所以这个实验说明平抛运

动在水平方向是匀速运动。

故选Ao

4.（2020下.广西贺州.高一平桂高中校考阶段练习）如图所示，是两个研究平抛运动的演示实验装置，对

于这两个演示实验的认以，下列说法正确的是（）

A.甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在水平方向上做匀速运动

B.中图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动

C.乙图中，两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀加速运动

D.乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动

【答案】B

【详解】AB.甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动，B正确，A错误；

CD.乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动，CD错误。

故选B。

考点3：验证平抛运动竖直方向做自由落体运动

5.（2022下•福建三明•高一统考期末）如图，在“研究平抛运动”的实验中，用小锤敲击弹性金属片，球甲

沿水平方向飞出做平抛运动，同时，完全相同的球乙被释放，做自由落体运动。则（）

7!弹性金属片

A.甲在空中运动的时间长B.乙在空中运动的时间长

C.甲落地前瞬间的速度更大D.乙落地前瞬间的速度更大

【答案】C

【详解】AB.甲球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，削两球在空中运动时间相同，故AB错误;

CD.两球落地时，在竖直方向的速度相同，当甲球具有水平分速度，由

则甲球的落地速度更大，故C正确，D错误。

故选C。

6.（2022上•江苏南通・高三统考期末）如图所示，在探究平抛运动规律的实验中用小锤打击弹性金属片,

金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球被松开而自由下落，A、B两球同时开始运动，则（）

〃〃夕//〃///〃/9///〃//〃〃/

A.B球先落地B.A、B两球可以选用泡沫小球

C.小锤打击力越大，A球在空中运动时间越长D.实验现象可以说明平抛运动竖直分运动的特点

【答案】D

【详解】AC.根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此同时

落地。A球在空中运动时间与小锤的打击力无关。故AC错误；

B.A、B两球选用泡沫小球时，所受空气阻力较大，两球的运动不能看成平抛和自由落体了，所以不能选

用泡沫小球。故B错误；

D.由于两球同时落地，因此说明两球在竖直方向运动规律是相同的，平抛运动在竖直方向的运动就是自由

落体运动。故D正确。

故选D。

斓■H为

实验题

7.（2022下•广西梧州•高一校考阶段练习）采用如下图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点''的实验。

（1）实验时不需要下列哪个器材。（镇器材前的字母）

A.弹簧测力计B.重垂线C.打点计时器D.坐标纸

（2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有

A.要求斜槽轨道保持水平且光滑

B.每次小球释放的初始位置可以任意选择

C.每次小球应从同一高度由静止释放

D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（3）如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，

取lOm/s?,则:

②图中A点平抛的起点〔选填“是”或“不是”）；

③小球运动的初速度vo=m/s：

④小球过3点的竖直方向速度VBy=m/So

【答案】ACC0.05不是0.751

【详解】（1）[1]A.该实验不需要测量小球的重力，所以不需要弹簧测力计，因此A不需要;

B.实验时需要用重锤线确定y轴，故B需要；

C.该实验是用刻度尺来测量位移，用竖直方向做自由落体法求时间，故C不需要；

D.坐标纸用来记录小球轨迹和数据分析，故D需要。

故选AC。

（2）[2]A.该实验需要要求斜槽轨道有一定倾斜角度，末端水平且光滑，故A不合理；

BC.由于要画同一运动的轨迹，必须每次在相同位置静止释放小球，以保证相同的初速度，故B不合理,

C合理；

D.描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D不合理。

故选C。

（3）[3][4][5]⑹根据Ay=g"可得

因A8与8C竖直位移之比为3:5,不是从1开始的连续奇数比，可知A点不是平抛的起点位置.初速度

3L

vo=^7=O.75m/s

通过3点的竖直速度

=^^=101/8

B，2T

8.（2023下.广东东莞•高一统考期末）某学习小组利用不同的实脸装置，进行探究平抛运动规律的实验：

（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击

弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有。

A.两球的质量应相等

B.两球的质量可以不相等

C.两球应同时落地

D.应改变装置的高度，多次实验

E.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

Hf

A

(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平效运动的照片，图中背景方格的边长均为

5cm,如果重力加速度g取10m收,照相机的闪光频率为Hz；小球平抛的初速度大小为m/s,

经过B点时的竖直分速度大小为m/so(所有结果保留2位有效数字)

【答案】BCD101.52.0

【详解】根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相

等，因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质最相等，故A错误，B正确：

C.小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟

B球相同，因此两球同时落地，故C正确；

D.为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，故D正确；

E.本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故E错误。

故选BCDo

(2)[2]由图乙可知，在竖直方向上

A/z=hBC-hAB=2x5cm=10cm

根据

Mi=gT2

可得

T=0.1s

故

⑶小球平抛的初速度大小为

3x5x10-

匕=---------m/s=1.5m/s

0.1

[4]经过B点时的竖直分速度大小为

8x5xl(y2

m/s=2m/s

2T0.2

9.（2023下•广东佛山・高一佛山市第三中学校考阶段练习）两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平

抛运动规律''的实验。

（I）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片。金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被

松开，自由下落，观察到两球同时落地；让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，即改变A

球被弹出时的速度，实验可观察到的现象应是。上述现象说明平抛运动的竖直分运动是

（2）乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的

末端与可看作光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D、调节电磁铁C、D的高度。使AC=

8。从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度%相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,

然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度％同时分别从轨道M、N的下端射出，实验可观察到的现象

应是，仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，上述现象说明平抛运动

的水平分运动是O

【答案】两球同时落地自由落体运动两球相碰匀速运动

【详解】（1）金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地；

让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，即改变A球被弹出时的速度，实验可观察到的现

象应是：两球同时落地。小球B做自由落体运动，小球A做平抛运动，同时落地的现象说明：平抛运动在

竖直方向上是自由落体运动。

（2）⑶⑷将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度%同时

分别从轨道M、N的下端射出，实验可观察到的现象应是：两球相碰。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复

上述实验，仍能观察到相同的现象，小球P从M软道抛出后做平抛运动，小球Q从N轨道抛出后做匀速直

线运动，两球发生碰撞，这说明平抛运动在水平方向上是匀速运动。

10.（2023卜・•黑龙江住木斯•高一佳木斯一中校考期中）某学校的物理研究小组利用如图所示装置进行平抛

运动实验探究：

甲

（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明；

A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动

B.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动

C.平抛运动的轨迹是•条抛物线

（2）某同学设计了如图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，斜槽轨道末端必须水平，滑道2与

光滑水平板平滑衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一相对高度由静止同时释放，观察到两球在

水平面相遇，这说明O

【答案】A平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动

【详解】（I）[1]A球做自由落体运动，B球做平抛运动，两球同时落地说明两球运动时间相同，这说明平

抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，A正确，BC错误，

故选Ao

（2）[2]乙图中两个小球沿相同斜面滚下，所以滚到斜面底端时速度相同，根据实验现象发现两个小球在水

平面相遇，说明两个小球在相同时间水平位移相同，故说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。

11.（2023下•福建福州•高一校联考期中）在如图所示的装置中，M、N是两个完全相同的处于同一竖直面

上的轨道，轨道末端都与水平方向相切。其中，轨道N的末端与光滑水平面相切，轨道M通过支架固定在

轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，第一次切断电源C,小铁球P落在E点；第

二次，当小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上时，同时切断电源C、D,则：

c

(1)p、Q两球是否将在£点处相遇，答：(填“是”或“否”)；

(2)如果多次观察到同样的现象，你可以得出的结论是.

A.P球抛出时，在竖直方向分运动是自由落体运动

B.P球抛出时，在水平方向分运动是匀速直线运动

【答案】是B

【详解】(1)[1](2)[2]由于两轨道完全相同，同时断开电磁铁，两小球同时离开轨道，由于平抛运动在

水平方向上做匀速运动，而小球Q离开轨道后做匀速运动，水立方向速度相等，Q始终在P的正下方，只

要P小球落地，就一定与Q相遇，故相遇点一定在E点。

12.(2021下•贵州铜仁・高一统考期末)某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示

A.测定平抛小球的质量加B.确保斜槽光滑

C.确保斜槽末端水平D.测定斜槽顶端到桌面的高度〃

(2)图乙是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙背景中每一小方格的边长为

L=7.2cm,A、B、C是照片中小球的二个位置，(取g=l()m/s2),那么：

①照相机拍摄时每S曝光一次；

②小球做平抛运动的初速度的大小为m/So

【答案】C0.121.8

【详解】（1）[1]平抛运动中与小球质量无关，A错误；斜槽轨道不一定需要光滑，只要保证小球每次从同

一位置由静止释放即可，B错误；通过调节斜槽末端保持水平，可以保证初速度沿水平方向，C正确；不需

要测定斜槽顶端到桌面的高度〃，D错误。故选C。

⑵⑵由

^y=2L=gT2

解得

T=0.12s

⑶由平抛运动水平方向做匀速运动可知

%=士=竿=1.8m/s

13.（2021下.云南曲靖•高一校考阶段练习）甲、乙两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动

规律”的实验：

（1）甲同学采用如图（1）所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向强出，同时B

球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，观察到

的现象应是，这说明:

（2）乙同学采用如图（2）所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N

的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使

从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度如相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然

后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度如同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应

是o仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明o

图⑴图⑵

【答案】两球同时落地平抛运动在竖直方向上是自由落体运动P,Q二球相碰平抛运

动在水平方向上是匀速运动

【详解】观察到的现象应是两球同时落地。小球B做自由落体运动，小球A做平抛运动，同时落地

的现象说明：平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。

（2）[3][4]实验可观察到的现象应是P,Q二球相碰。小球P从M轨道抛出后做平抛运动，小球Q从N轨道

抛出后做匀速直线运动，两球发生碰撞，这说明平抛运动在水平方向上是匀速运动。

14.（2021下.甘肃平凉•高一静宁县第一中学校考阶段练习）平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂。我

们可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在竖直方向和水平方

向的运动特点。

（1）如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止自由下落，可观察到两

小球同时落地；改变小球距地面的高度和打击的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地。根据实验,

（选填"能''或"不能”）判断出A球在竖育方向做自由落体运动：（选填"能''或"不能判断出A球在

水平方向做匀速直线运动。

硬板白纸

/

重

垂

线

N

y

+十

图2

（2）如图2所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽软道PO滑下后从。点飞

山，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

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。

①为了保证钢球从0点飞出的初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是o

A,斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末段水平

C.每次从斜槽上相同的位置无初速度糅放钢球

②某同学通过实验，得到了钢球做平抛运动的轨迹，如图3中的曲线0P所示。以。点为坐标原点，水平

方向为人•轴、竖直方向为y轴建立坐标系。已知小球在y方向的分运动是自由落体运动，他猜想小球在x方

向的分运动是匀速直线运动。请你根据图3,简要说明如何验证该同学的猜想0

③另一位同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点O,只记录了4、8、C三点，于是就取4点为坐标

原点，建立了如图4所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。根据图中数据判断,A点（填

“是''或"不是”）平抛运动的抛出点。小球平抛的初速度为一m/s,小球抛出点的坐标为（—cm,—cm）。

（取g=10m/s2,计算结果均保留两位有效数字）。

y/cm

图4

如图所示,

（%，%）（%，%）在曲线上取A、B、C、。四点，这四个点对

应的坐标分别（乙，力），（/，%）、国，%）、（斗，为），使.以：力：无：%=1：4：9:16,若乙：*々：芍=1:2:3:4,

则说明钢球在x方向的分运动为匀速直线运动。不是1.5-30-20

【详解】解；（1）[1]本实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，每次实验两球都同时落地，说明A

球在竖直方向的分运动是自由落体运动，因此能确定A球在竖直方向做自由落体运动。

⑵本实验中，只能确定两球同时落地，即下落时间相同，可水平方向的位移情况不清楚，所以不能确定A

球在水平方向是匀速直线运动。

（2）①[3]A.斜槽轨道光滑与粗糙都可以，A错误；

B.为了使小球从。点飞出做平抛运动，斜槽轨道末端水平，B正确：

C.为使小球从。点飞出时速度不变，需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，C正确。

故选BCo

y

在曲线O尸上取A、B、C、。四个点，这四个点对应的坐标分另!（4，弘），（均加）、（%，比）、（而，%）,

使

以：*：%：％=1：4：9:16

若

xA::xe:=1:2:3:4

则说明钢球在X方向的分运动为匀速直线运动。

③[5]由平抛运动的特点可知，竖直方向是自由落体运动，如果A点是抛出点，则在y轴方向的坐标值有

">2=1:4

由图4数据可得