专题03 探究平抛运动—备战2022年高考物理实验专题强化训练

专题三 探究平抛运动 知识点一、实验方案 1.实验目的 （1）用实验的方法描出平抛运动的轨迹 （2）判断平抛运动的轨迹是否为抛物线 （3）根据平抛运动的轨迹求其初速度 2.实验原理 平抛物体的运动可以看做是两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描点描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。 测出曲线上某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式求出小球飞行时间，利用公式x=vt，求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。 3.实验器材 斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。 4.实验步骤 （1）安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明斜槽已调好。 （2）调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向就到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。 （3）确定坐标原点0：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点0,0即为坐标原点。 （4）描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置 知识点二、数据处理 知识点三、误差分析 1.安装斜槽时，其末端切线不平而产生误差 2.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标系原点，实际上应以球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点 3.数据测量时，测量不准确而产生误差 4.确定小球位置不准确而产生误差 知识点四、注意事项 1.保证斜槽末端的切线水平，方木块竖直且与小球下落的平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触。 2.小球每次都从斜槽上同一位置又静止滚下 3.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，球的重心在木板上的水平投影点。 4.小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角 5.要选取距0点远些的点来计算小球的初速度 题型一：对实验操作的考查 I．图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有 。 a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 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 （2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 。 （3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距Δx为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为 m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为 m/s(结果保留两位有效数字，g取10m/s2)。 【答案】（1）a c （2）c （3）2.0 4.0 【解析】（1）“研究平抛物体运动”的实验斜槽轨道末端保持水平为了保证水平初速度。从同一高度由静止释放为了保证每次使用水平初速度相同。a、c正确。 （2）由平抛物体运动规律：得：，y-x2图象是一条倾斜直线。c正确。 （3）由于，则t1=0.1s、t2=0.3s，所以平抛小球的初速度。而故C点的速度。 题型二：对数据处理及误差的考查 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． 【答案】 (1). B (2). ACD