第四章 实验五 探究平抛运动的特点-2023高考物理艺考生文化课百日冲关教师用书word（新教材，人教版）

实验五　探究平抛运动的特点 ◆数据处理 1．以O点为原点，水平方向为x轴，竖直向下方向为y轴建立坐标系． 2．在小球平抛运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点，测出它们的x、y坐标值，记到表格内． 3．把测到的坐标值依次代入公式v0＝x，求出小球平抛的初速度，并计算其平均值． ◆注意事项 1．保证斜槽末端点的切线水平，方木板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由静止滚下． 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O点远些的点来计算小球的初速度，这样可减小误差． ◆误差分析 1．安装斜槽时，其末端切线不水平． 2．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点． 3．空气阻力使小球不是真正的平抛． 热点一　实验原理与实验操作 [典题例析] [典例1]　(2022·北京顺义期末)某物理实验小组采用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”． 甲 (1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是　________　. A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B．保证小球飞出时，初速度水平 C．保证小球在空中运动的时间每次都相等 D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 (2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图乙中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是　________　. 乙 A．x2－x1＝x3－x2　　　 B．x2－x1<x3－x2 C．x2－x1>x3－x2 D．无法判断 (3)另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图丙所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．重力加速度为g.可求出小球从P1运动到P2，所用的时间为　________　，小球抛出时的水平速度为　________　. 丙 [解析]　(1)因为实验是研究平抛运动，所以安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度水平，选项B正确． (2)小球水平方向做的是匀速直线运动，竖直方向做的是自由落体运动，由竖直方向上的位移关系知下落相等位移用的时间越来越短，对应的水平位移也就越来越小，所以水平方向上x2－x1>x3－x2，选项C正确． (3)从轨迹图可以看出，水平位移相等，所以时间间隔相等，设为Δt 竖直方向上Δh＝2L＝gΔt2得Δt＝ 水平方向上x＝3L＝v0Δt得v0＝3. [答案]　(1)B　(2)C　(3)　3 [跟踪训练] 1．在“研究平抛运动”实验中，(1)图甲是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的　________　. 甲 A．球心 B．球的上端 C．球的下端 在此实验中，下列说法正确的是　________　(多选)． A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．y轴的方向根据重垂线确定 (2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作中出现的问题是　________　. 乙 A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 (3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是　________　. 解析：(1)小球平抛轨迹标注小球最高点，所以选B.实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，所以选项A错误；记录点适当多一些，舍去偏差较大的点，能够保证描点平滑，选项B正确，C错误；y轴必须是竖直方向，即用重垂线确定，选项D正确． (2)由图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动，选项C正确． (3)插入瓶中的另一根吸管使得细管上端压强恒定，目的就是为了保证水流流速不受瓶内水面下降的影响而减小，能保证下降到该细管上端前的一段时间内，能够得到稳定的细水柱，所以选B. 答案：(1)B　BD　(2)C　(3)B 热点二　实验数据处理及误差分析 [典例2]　(2021·全国乙卷，22)某同学利用图(a)所示