(配套教参)第四章 曲线运动万有引力与航天-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

实验5　探究平抛运动的特点 (见学生用书P67) 一、实验原理 二、注意事项 1．固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球飞出斜槽末端时的速度水平。 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，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 3．小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板。 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。 类型一　实验原理与实验操作 1．在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时初速度水平。 2．在建立坐标系时，不能以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应以球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点。 3．在做“探究平抛运动的特点”实验中斜槽轨道不一定需要光滑，但小球每次应从斜槽上同一高度由静止释放。 例题　2023·义乌中学模拟在“探究平抛运动的特点”实验中，需要通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度。 (1)实验器材除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要下列器材中的__A__。 A．刻度尺　　　　　　B．停表 C．弹簧测力计 D．天平 (2)坐标纸应当固定在竖直的木板上，甲图中坐标纸的固定情况最合理的是__C__。 　A.　　　　　B.　　　　　C.　　　　　D. 甲 (3)关于这个实验，下列说法正确的是__B__。 A．小球释放的初始位置越高越好 B．每次小球要从同一高度由静止释放 C．一定要选用表面光滑的斜槽 D．画轨迹时要用平滑的曲线把所有描出的点连接起来 乙 (4)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝x＝12.40 cm，g取10 m/s2，则小球做平抛运动的初速度v0的计算式为__x__(用字母h1、h2、x、g表示)，代入数据得其大小为__1.24__ m/s。 【解析】 (1)本实验需要刻度尺，用于测量坐标纸上所取数据点间的竖直距离和水平距离，再根据运动学公式计算速度，不需要停表测量时间，故A需要，B不需要；本实验研究运动学规律，不涉及力和质量的测量，故C、D不需要。故选A。 (2)本实验中坐标纸上所选坐标原点需要与小球静止在斜槽末端时球心在坐标纸上的投影点重合，且y轴应沿竖直方向，坐标纸边缘应紧贴竖直木板边缘固定。故选C。 (3)小球释放的初始位置过高时，从斜槽末端抛出时的速度过大，使抛物线开口过大，轨迹上点之间竖直距离测量的相对误差较大；若小球释放的初始位置过低，从斜槽末端抛出时的速度过小，使抛物线开口过小，轨迹上点之间水平距离测量的相对误差较大，所以小球释放的初始位置既不要过高也不要过低，应以尽可能使小球运动轨迹掠过整张坐标纸为宜，故A错误。为了使每次小球从斜槽末端抛出时的速度大小相同，每次小球要从同一高度由静止释放，而斜槽表面是否光滑对上述要求无影响，所以不一定要选用表面光滑的斜槽，故B正确，C错误。小球的轨迹为抛物线，画轨迹时应该平滑连接尽可能多的点，不在曲线上的点应该均匀分布在曲线两侧，故D错误。故选B。 (4)由题意可知A、B、C三点中相邻两点间的时间间隔相同，均设为T，根据运动学规律有Δy＝h2－h1＝gT2，解得T＝，所以小球做平抛运动的初速度v0＝＝x，代入数据解得v0＝1.24 m/s。 类型二　数据处理 判断O点是否为抛出点的方法 (1)如图所示，在轨迹上取A、B、C三点，使A、B、C三点的水平坐标满足xOA＝xAB＝xBC，则说明从O到A、A到B、B到C的时间间隔相等，过A、B、C三点作水平线和y轴相交，得出A、B、C三点的纵坐标值yA、yB、yC。 (2)若yA∶yB∶yC＝1∶4∶9或yOA∶yAB∶yBC＝1∶3∶5，则说明O点为平抛运动的起点；若不满足上述比例关系，则说明O点不是平抛运动的起点。 例题　2023·台州中学月考“探究平抛运动的特点”的实验装置如图1所示。小钢球从斜槽末端水平抛出，落到水平放置的可上下调节的倾斜挡板上后，通过复写纸在固定于竖直背板的白纸上留下印迹。调节挡板，在白纸上记录钢球的多个印迹。 图1　　　　　　图2 (1)下列说法正确的是__C__。 A．挡板每次调节的高度应相等 B．钢球直接挤压白纸留下印迹 C．坐标原点O为钢球离开轨道末端时球心在白纸上的投影点 D．钢球抛出的速度越小，在白纸上留下的印迹越多，误差越小 (2)O点为抛出点，正确操作后，描绘出图2所示的轨迹，在图示的4个数据点中，在计算平抛初速度时，应选取数据点__4__(填“1”“2”“3”或“4”)。若g取10 m/s2，由此得到的平抛初速度为_