专题七 主题三“平抛、圆周”类实验（Word教参）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

主题三 “平抛、圆周”类实验 主题精要归纳 1．探究平抛运动的特点 使小球做平抛运动，利用描迹法描绘小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式：x＝v0t和y＝gt2，可得v0＝x 。 2．探究向心力大小与轨道半径、角速度、质量的关系 利用向心力演示器，通过控制变量法进行实验，匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长 槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。 使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 [逐点验收评价] 实验(一)　研究平抛运动的特点 1．(2023·浙江6月选考，节选)在“探究平抛运动的特点”实验中 (1)用图1装置进行探究，下列说法正确的是______。 A．只能探究平抛运动水平分运动的特点 B．需改变小锤击打的力度，多次重复实验 C．能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 (2)用图2装置进行实验，下列说法正确的是______。 A．斜槽轨道 M必须光滑且其末端水平 B．上下调节挡板N时必须每次等间距移动 C．小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下 (3)用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹 0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹 1、2、3、4。以点迹 0 为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0为__________。 A． 　　 B． C． D． 解析：(1)用如题图1所示的实验装置，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，故A、C错误；在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B正确。 (2)为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了保证小球抛出时速度相等，小球需要从同一位置静止释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确；上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。 (3)竖直方向y1＝gt2，水平方向x－＝v0t，联立可得v0＝ ，故A错误；竖直方向Δy＝y2－2y1＝gt2，水平方向x＝v0t，联立可得v0＝x，故B错误；竖直方向y4＝gt2，水平方向4x－＝v0t，联立可得v0＝ ，故D正确，C错误。 答案：(1)B　(2)C　(3)D [细节提醒] (1)图1装置只能探究平抛运动竖直分运动的特点，不能探究水平分运动的特点。 (2)无论图2、图3哪种装置，斜槽末端必须确保水平，但没必要使斜槽是光滑轨道。　　 实验(二)　探究向心力大小与角速度之间的关系 2．(2023·福州二模)如图甲，利用向心力演示器探究做圆周运动的小球， 当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度ω之间关系。 (1)如图乙，若传动皮带套在塔轮第二层，左、右塔轮半径R1、R2之比为2∶1，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为________； (2)图中标尺上黑白相间的等分格显示如图丙，则A、C两处同等质量的钢球所受向心力大小之比约为________； (3)由此实验，得到的结论是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)左、右塔轮边缘的线速度相等，则根据v＝ωR，可得＝＝ A、C两处的角速度之比为1∶2。 (2)根据图中标尺上黑白相间的等分格显示可知，则A、C两处同等质量的钢球所受向心力大小之比约为1∶4。 (3)由此实验，得到的结论是：当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度的平方ω2成正比关系。 答案：(1)1∶2　(2)1∶4　(3)当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度的平方ω2成正比关系 [细节提醒] (1)左、右两塔轮用皮带连接，线速度大小相等。 (2)由标尺上黑白相间的等分格多少，可以得出A、C两处球所受向心力大小的关系。　　 学科网（北京）股份有限公司 $$