专题06 探究平抛运动的特点-2023年高考物理实验题专项突破

专题06 探究平抛运动的特点 1.“描迹法”实验设计 利用实验室的斜面小槽等器材装配如图所示的装置。钢球从斜槽上滚下，通过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放，钢球每次在空中做平抛运动的轨迹就相同。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球经过的多个位置，用平滑的曲线将各点连接起来，从而得到钢球做平抛运动的轨迹。这样我们就可以利用运动轨迹研究平抛运动的性质，确定平抛运动中的各个物理量。 2.实验步骤 (1)安装调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否水平，即将小球放在斜槽末端的直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平。 (2)安装调整竖直木板：用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，并用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直，然后固定竖直木板，保证在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。 (3)确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心在木板上的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。 (4)描绘运动轨迹：让小球从斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从O点开始做平抛运动，先用眼睛粗略地确定小球在某一x值处(如x=1cm)的y值，然后使小球从开始时的位置滚下，在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置（小球刚好经过铅笔尖处），并在坐标纸上记下这一点，以后依次改变x的值，用同样的方法确定其他各点的位置。取下坐标纸，用平滑的曲线把这些点连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹。 3.数据处理 (1)已知抛出点O：在轨迹上任取一点，测出对应的x、y，由和得。 (2)未知抛出点： ①在轨迹上取两点A、B，使。 ②测出、。 ③由于平抛运动水平方向上为匀速直线运动，。 则物体从O到A和从A到B时间相同，设为T，则，得。 典例1：（2022·浙江·高考真题）在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标（x0，y0）。 ①下列说法正确的是_______。 A．实验所用斜槽应尽量光滑 B．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来 C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据 ②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0=_______。 A．　　B．　　C．　　D． ③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是_______。 典例2：（2021·全国·高考真题）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。 1．（2022·浙江宁波·模拟）（1）以下三个实验中，用到“控制变量”实验方法的是______（单选）； A．“探究加速度与力、质量的关系” B．“探究平抛运动的特点”     C．“研究自由下落物体的机械能” （2）下列器材中，上述三个实验都需要用到的是______（单选）； A．    B．    C． D． （3）如图所示，某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，关于该同学的实验操作，下列改进建议合理的是______（多选）。 A．适当增加细绳的长度        B．适当增大两细绳间的夹角 C．适当增大弹簧测力计的拉力    D．尽量减少弹簧测力计外壳与桌面间的摩擦 2．（2022·海南·乐东黎族自治县乐东中学模拟）（1）某同学设计了一个探究平抛运动轨迹的家庭实验装置，如图所示让一个水平桌面靠近墙面，在墙上附上白纸和复写纸，在水平桌面上固定放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上滚下，滚过桌边后钢球做平抛运动，最终打在墙上，记录钢球的落点。改变桌子和墙之间的距离，就可以得到多组数据，从而可以得到平抛运动的轨迹。不计空气阻力，重力加速度取。 ①关于该实验，以下说法中正确的是______（填选项前的字母序号） A．必须保证钢球每次从同一位置由静止滚下 B．必须保证水平桌面和斜面是光滑的 C．必须保证斜面底端与桌边的距离不变 ②为了得到平抛运动