第4章 第5讲 实验：探究平抛运动的特点（课件PPT）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

开始 理清实验原理与方案 01 02 03 目 录 把握实验关键与变换 训练注重创新与发展 2 第五讲　实验：探究平抛运动的特点(重点实验) 一、理清原理与操作 原理装置图 操作要领 (1)调节：①斜槽末端水平；②固定白纸的平板竖直。 (2)确定平抛起点：将小球飞离斜槽末端时球心的位置描在白纸上。 (3)操作：①每次都从同一位置释放小球； ②上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录小球所经过的多个位置。 (4)轨迹获取：用平滑曲线把白纸上各印迹连接起来。 续表 三、强化重点环节和关键能力 1．注意事项 (1)固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度沿水平方向。 (2)固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 (3)为保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，可在斜槽上某一位置固定一个挡板。 (4)要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。 (5)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。 (6)计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算。 2．误差分析 (1)安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动。 (2)建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确。 (3)小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差。 (4)确定小球运动的位置时不准确，会导致误差。 (5)量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差。 本实验的命题特点主要集中在以下两个方面：(1)轨迹的坐标原点是否为小球平抛的起点；(2)因实验原理与装置的不同，确定小球运动轨迹的方式也不同，数据处理的方法也有所不同。 关键点(一)　坐标原点是否为平抛起点 [考法感悟] 1.(2023·石家庄高三调研)利用频闪照片研究平抛运动规律， 得到的照片经1∶1还原后如图所示，连续曝光过程中小球 依次出现在A、B、C三个位置，图中每个正方形的边长为 20 cm，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计。 (1)频闪照相机的曝光频率为________Hz； (2)平抛运动的水平初速度为________m/s； (3)以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则平抛运动抛出点的坐标为________。(以cm为单位) (2)水平方向上x＝v0t 可得平抛运动的水平初速度v0＝3 m/s。 答案：(1)5　(2)3　(3)(－60，－20) 2.(2022·浙江1月选考，节选)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________(单选)。 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 解析：(1)只要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，A错误；画轨迹时应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，B错误；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，便于减小读数产生的偶然误差，C正确。 (3)小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次运动的轨迹相同。 答案：(1)C　(2)D　(3)确保多次运动的轨迹相同 3．(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图像)。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。 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。 答案：(1)1.0　2.0　(2)9.7 关键点(二)　小球轨迹点确定的不同方式 1．(2023·江苏南通模拟)用如图1所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较