第4章 实验5 探究平抛运动的特点(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

　探究平抛运动的特点 教材原型实验　 1．(2022·广东佛山)用如图所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”的实验。 (1)安装实验装置的过程中，斜槽M的末端切线必须是水平的，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)实验中，为了能较准确地描绘小球的平抛运动轨迹，下列操作，你认为正确的是________。 A．每次释放小球的位置可以不同 B．每次必须由静止释放小球 C．记录小球位置用的倾斜挡板N每次必须严格地等距离下降 D．小球运动时不应与背板上的白纸(或方格纸)相接触 E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将位置点连成折线 [解析]　(1)研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，故选B。 (2)为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一高度由静止释放小球，故A错误，B正确；只要描出小球的位置即可，因此挡板下降的距离不必是等距的，故C错误；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线，故D正确，E错误。 [答案]　(1)B　(2)BD 2．(2021·全国乙卷)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0.05 s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5 cm。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。 (a) (b) 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________m/s，竖直分量大小为________m/s； (2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________m/s2。 [解析]　(1)小球在水平方向上做匀速直线运动，小球运动到A点时，由题图(b)可知，其速度的水平分量vx＝＝ m/s＝1.0 m/s，小球在竖直方向上做匀加速直线运动，根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知，小球运动到A点时，其速度的竖直分量vy＝ m/s≈2.0 m/s。 (2)在竖直方向上，根据Δy＝gT2，解得当地的重力加速度g＝ m/s2＝9.7 m/s2。 [答案]　(1)1.0　2.0　(2)9.7 3．(2022·广东阳江月考)(1)在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下： A．让小钢球多次从________位置上滚下，记下小球运动途中经过的一系列位置； B．安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是________________________________________； C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0＝________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值； D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。 上述实验步骤的合理顺序是________(只排列序号即可)。 (2)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为________ m/s；B点的竖直分速度为________ m/s(g取10 m/s2)。 [解析]　(1)A．让小球多次从同一位置上静止滚下，目的是保证小球多次做平抛运动的初速度相等；B．检测斜槽末端水平的方法是将小球放到斜槽末端任一位置，小球均不动；C．平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，水平方向有：x＝v0t，竖直方向有：y＝gt2，联立解得v0＝x；实验中先组装器材，步骤为B，再进行实验，步骤为A，然后数据处理，步骤为DC，则顺序为BADC。 (2) 由匀变速直线运动的规律得：竖直方向2L＝gT2，水平方向3L＝v0T，联立解得v0＝1.5 m/s，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得B点的竖直速度vBy＝＝2 m/s。 [答案]　(1)A．同一　B．将小球放到斜槽末端任一位置，小球均不动　C．x　BADC　(2)1.5　2 拓展创新实验　 　实验设计创新 [典例1]　(2020·天津卷)某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab