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（粤教版 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115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 平抛运动实验器、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．用平抛运动实验器定性探究两分运动特点 (1)研究平抛运动水平方向分运动的特点 如图所示，从轨道A射出的钢球做平抛运动，从轨道B射出的钢球做匀速直线运动，从电磁铁E处释放的钢球做自由落体运动。 ①使电磁铁C和D分别相对各自轨道出口水平线处于相同高度。把两个钢球分别吸在电磁铁C、D上。切断电源，使两个钢球以相同的初速度同时水平射出。 ②改变电磁铁C、D与各自轨道出口水平线的相对高度，并确保高度相等。 ③多次重复以上步骤，观察实验现象，发现两球总是相撞在一起。 ④实验表明：平抛运动的钢球在水平方向的分运动是匀速直线运动。 (2)研究平抛运动竖直方向分运动的特点 ①把两个钢球分别吸在电磁铁C、E上，并确保电磁铁E上的钢球与轨道A出口处于同一高度。释放轨道A的钢球，钢球在水平出口处碰撞开关S，切断电磁铁E的电源，使钢球从电磁铁E处释放，做自由落体运动。 ②改变电磁铁E的位置，让其从N向M移动。 ③多次重复以上步骤，观察实验现象，发现两球总是相撞在一起。 ④实验表明：平抛运动的钢球在竖直方向的分运动是自由落体运动。 4．轨迹法研究平抛运动 (1)安装实验装置如图所示。 把坐标纸和复写纸叠放在一起，压入竖直平板纸夹内，使接球槽上升到合适的高度，使一端有电磁铁的斜槽末端水平。 (2)把钢球吸在固定的电磁铁上，断开电源，释放钢球。钢球沿着导轨凹槽滚下并被水平抛出，落在接球槽上，通过复写纸在坐标纸上留下印迹。 (3)逐次下调接球槽，重复以上操作得到钢球的一系列运动点迹。 (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。 (5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 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水平部分，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116页 命题点一　教材原型实验 角度1　实验原理与操作 典例1　(2022·山东枣庄期末)用如图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”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 角度2　数据处理与分析 典例2　(2023·广东梅州联考)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