第4章 实验5 探究平抛运动的特点-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版多选 新教材 新高考）

实验五　探究平抛运动的特点 授课提示：对应学生用书第103页 1．实验原理 (1)在同一高度将A球水平抛出的同时由静止释放B球，两球同时落地，说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动。 (2)用描迹法画出小球平抛运动的轨迹，以抛出点O为坐标原点建立直角坐标系，在轨迹上选取A、B、C、D四点，满足yA∶yB∶yC∶yD＝1∶4∶9∶16，则有TOA＝TAB＝TBC＝TCD，由xA∶xB∶xC∶xD＝1∶2∶3∶4可知平抛运动水平分运动为匀速运动。 2．实验器材 平抛运动演示仪、铁架台、斜槽、小球、方木板、白纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔、刻度尺。 3．实验步骤及数据分析 (1)探究平抛运动竖直分运动的特点 ①按图甲所示将仪器安装好，调节A、B两球等高，且平抛平台水平。 ②用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。 ③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象。 ④根据实验现象得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。 (2)探究平抛运动水平分运动的特点 ①按如图乙所示安装好实验装置，将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上，调节斜槽M末端水平。 ②让钢球在斜槽中从某一高度由静止滚下，落在水平放置的可上下调节的倾斜挡板N上，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。 ③把小球平抛运动的抛出点印记在白纸上，取下白纸，以抛出点O为坐标原点，以水平方向为x轴，竖直向下为y轴建立直角坐标系。 1．误差分析 (1)斜槽末端没有调至水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。 (2)确定小球运动的位置时不准确。 (3)量取轨迹上各点坐标时不准确。 2．注意事项 (1)实验中必须使斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端部分，看其是否能静止)。 (2)方木板必须处于竖直平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 (3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。 (4)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。 (5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 授课提示：对应学生用书第104页 命题点一　教材原型实验 角度1　实验原理与操作 典例1　(2023·山东枣庄模拟)用如图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”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 角度2　数据处理与分析 典例2　图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。 (1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________________。 (2)图乙是根据正确实验获得的数据所绘成的轨迹，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________ m/s。(g取9.8 m/s2) (3)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，如图丙所示，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)为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。 (2)分析图乙，O点为抛出点，取坐标点x＝32.0 cm＝0.32 m，y＝19.6 cm＝0.196 m，