第4章 实验五 探究平抛运动的特点-【衡中学案】2024年新高考物理一轮总复习(人教版)

高考一轮总复习·物理·人教版 员投出的篮球以与水平面成 ４５°的倾角准确落入篮 筐ꎬ这次跳起投篮时ꎬ投球点和篮筐正好在同一水平 面上ꎬ如图所示ꎬ若投球点到篮筐距离为 ｘꎬ不考虑空 气阻力ꎬ则 (　 　 ) Ａ. 篮球进筐时的速度为 ２ｇｘ Ｂ. 篮球在最高点的速度为 ｇｘ２ Ｃ. 篮球在空中的运动时间为 ｘｇ Ｄ. 篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是 ｘ２ ４. (２０２１􀅰河北卷ꎬ２)铯原子钟是精确的计时仪器ꎬ图 １ 中铯原子从 Ｏ 点以 １００ ｍ / ｓ 的初速度在真空中做 平抛运动ꎬ到达竖直平面 ＭＮ 所用时间为 ｔ１ꎻ图 ２ 中 铯原子在真空中从 Ｐ 点做竖直上抛运动ꎬ到达最高 点 Ｑ 再返回 Ｐ 点ꎬ整个过程所用时间为 ｔ２ꎬＯ 点到竖 直平面 ＭＮ、Ｐ 点到 Ｑ 点的距离均为 ０. ２ ｍꎬ重力加 速度取 ｇ ＝ １０ ｍ / ｓ２ꎬ则 ｔ１︰ｔ２ 为 ( Ｃ ) Ａ. １００︰１ Ｂ. １︰１００ Ｃ. １︰２００ Ｄ. ２００︰１ ５. (２０２２􀅰全国甲卷)将一小球水平抛出ꎬ使用频闪仪 和照相机对运动的小球进行拍摄ꎬ频闪仪每隔 ０. ０５ ｓ 发出一次闪光ꎮ 某次拍摄时ꎬ小球在抛出瞬间频闪 仪恰好闪光ꎬ拍摄的照片编辑后如图所示ꎮ 图中的 第一个小球为抛出瞬间的影像ꎬ每相邻两个球之间 被删去了 ３ 个影像ꎬ所标出的两个线段的长度 ｓ１ 和 ｓ２ 之比为 ３︰７ꎮ 重力加速度大小取 ｇ ＝ １０ ｍ / ｓ２ꎬ忽 略空气阻力ꎮ 求抛出瞬间小球速度的大小ꎮ 温馨提示:复习至此ꎬ请完成练案 １１ ▼ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验五　 探究平抛运动的特点 实验知识􀅰自主回顾 ＳＨＩ ＹＡＮ ＺＨＩ ＳＨＩ ＺＩ ＺＨＵ ＨＵＩ ＧＵ 一、实验目的 　 　 １ . 用实验的方法描绘出平抛运动的轨迹ꎮ ２ . 用实验轨道求解做平抛运动物体的初速度ꎮ 二、实验原理 使小球做平抛运动ꎬ利用描点法描绘出小球的运 动轨迹ꎬ建立坐标系ꎬ测出轨迹曲线上某一点的坐标 ｘ 和 ｙꎬ由公式:ｘ ＝ ｖ０ ｔ 和 ｙ ＝ １ ２ ｇｔ ２ꎬ解得 ｖ０ ＝ ｘ ｇ ２ｙꎮ 三、实验器材 　 　 斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图 钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺ꎮ 谨记部分器材用途 斜槽 使小球获得相同的水平初速度 木板和白纸 记录小球做平抛运动时的落点位置 四、实验步骤 　 　 １. 按实验原理图甲安装实验装置ꎬ使斜槽末端 水平ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 ０８１ 衡中学案·2024 年度创新设计·新教材 　 　 ２. 以斜槽水平部分端口上小球球心位置为坐标原 点 Ｏꎬ过 Ｏ 点画出竖直的 ｙ 轴和水平的 ｘ 轴ꎮ ３. 使小球从斜槽上同一位置由静止滚下ꎬ把笔尖 放在小球可能经过的位置上ꎬ如果小球运动中碰到笔 尖ꎬ用铅笔在该位置标记为一点ꎮ 用同样的方法ꎬ在小 球运动轨迹上描下若干点ꎮ ４. 将白纸从木板上取下ꎬ从 Ｏ 点开始连接画出的 若干点描绘出一条平滑的曲线ꎬ如实验原理图乙所示ꎮ 五、数据处理 　 　 １. 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 (１)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线ꎬ则应以抛 出点为坐标原点建立直角坐标系ꎬ且轨迹上各点的坐 标满足 ｙ ＝ ａｘ２ 的关系ꎬ且同一运动轨迹上 ａ 是一个特 定的值ꎮ (２)验证方法 方法一:代入法 用刻度尺测量几个点的 ｘ、ｙ 坐标ꎬ分别代入 ｙ ＝ ａｘ２ 中求出常数 ａꎬ判断 ａ 值在误差允许的范围内是否 为一常数ꎮ 方法二:图像法 建立 ｙ － ｘ２ 坐标系ꎬ根据所测量的各个点的 ｘ、ｙ 坐 标值分别计算出对应 ｙ 值的 ｘ２ 值ꎬ在 ｙ － ｘ２ 坐标系中 描点ꎬ连接各点看是否在一条直线上ꎬ并求出该直线的 斜率即为 ａ 的值ꎮ ２. 计算平抛运动的初速度 (１)平抛运动轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点ꎬ测出该点离原点的水平位移 ｘ 及竖直位移 ｙꎬ就可求出初速度 ｖ０ꎮ 因 ｘ ＝ ｖ０ ｔꎬ ｙ ＝ １ ２ ｇｔ ２ꎬ故ｖ０ ＝ ｘ ｇ ２ｙꎮ (２)平抛运动轨迹残缺(即无抛出点) 如图所示ꎬ在轨迹上任取三点 Ａ、Ｂ、Ｃꎬ使 Ａ、Ｂ 间及 Ｂ、Ｃ 间的水平距离相等ꎬ由平抛运动的规律可知ꎬＡ、Ｂ 间