2024届高考物理三轮复习讲义：实验5 探究平抛运动的特点

实验5 探究平抛运动的特点 一、实验装置图 二、实验器材 末端水平的斜槽、钢球、背板、挡板、复写纸、白纸、刻度尺、重垂线、三角板、铅笔等。 三、实验步骤 1、将白纸放在复写纸下面，然后固定在装置背板上，并用铅垂线检查背板是否竖直。 2、将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否水平，也就是将小钢球无初速度地放在斜槽末端直轨道上，小钢球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平。 3、让小钢球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出做平抛运动，小钢球落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，会在白纸上留下印迹。取下白纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，就得到小钢球做平抛运动的轨迹。 4、选定斜槽末端处小钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，从坐标原点O画出水平向右的x轴和竖直向下的y轴。 四、数据分析 1、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 用刻度尺测量某点的x、y两个坐标值代入y=ax2求出a，再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y=ax2，若在误差允许的范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。 2、计算平抛物体的初速度 根据实验原理分为坐标原点是抛出点和不是抛出点两种情境，计算平抛运动的初速度。 五、误差分析 1、球在运动过程中不一定都是球心在纸上印上痕迹，且痕迹过大易造成误差。 2、测量、作图、描轨迹的偶然误差。 六、注意事项 1、保证实验中的板面在竖直平面，注意重垂线的使用。 2、保证轨道末端是水平的，以保证小钢球离开轨道的速度沿水平方向。 3、同一个平抛运动的实验中，保证小钢球每次释放的位置相同，以保证平抛运动的水平初速度相同。 七、高频考点判断（下列关于“探究平抛运动的特点”的实验对的打“√”，错的打“×”） 1、实验中应使斜槽轨道尽可能光滑（ ） 2、为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平（ ） 3、为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放（ ） 4、为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来（ ） 5、斜槽轨道必须光滑（ ） 6、斜槽轨道末端要保持水平（ ） 7、挡板的高度需要等间距变化（ ） 8、每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球（ ） 9、为确保小球每次能落进挡板，可调节底座螺丝使木板后仰，小球即可沿板面滚入挡板（ ） 10、实验过程中必须让斜槽光滑（ ） 11、将小球放于斜槽下方末端任意位置，看其是否滚动从而检验叙槽末端是否水平（ ） 12、同一次实验过程，小球可以不用从斜槽上同一位置静止释放（ ） 13、可以在小球上涂上墨汁，让小球平抛过程在坐标纸上与纸接触画出运动轨迹（ ） 14、验证平抛运动是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动合成的（ ） 15、描出物体运动轨迹，并测出平抛运动的初速度（ ） 16、研究平抛运动的时间是由哪些因素决定的（ ） 17、从运动轨迹中测算当地重力加速度的值（ ） 八、典型例题 【例题1】（2024年3月·杭州）如图1所示，借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。如图2所示，是正确操作后得到的连拍照片。 (1)关于该实验，下列做法正确的有_______（多选） A．选择体积小、质量大的小球 B．斜槽的末端必须调成水平状态 C．重复实验时，小球必须从同一位置释放 D．为减小阻力影响，斜槽必须光滑 (2)在图2中，以小球在a处的球心为原点，水平向右为x轴、竖直向下为y轴建立图示坐标系。过d处小球球心的竖直线交x轴于P点。 ①下列说法正确的是_______。 A.相邻各位置球心高度差之比为1∶3∶5∶… B.相邻各位置球心水平距离之比为1∶2∶3∶… C.小球运动的轨迹在g球心处的切线与x轴交于P点左侧 ②若g处球心的横坐标为x0，d处球心的纵坐标为y1，g处球心的纵坐标为y2，重力加速度为g，则小球平抛的初速度为_______。 【例题2】（2024年4月·浙江新阵地）小郭同学利用如图1所示的装置来测定平抛运动的初速度。在离地较高的水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下。在钢球抛出后经过的地方放置一块高度可调的长木板（调节木板高度的支架图中未画出），长木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，由此可记录钢球在白纸上的落点。 （1）为了正确完成实验，下列做法必要的是________（多选） A.长木板要保持水平 B.钢球每次都要从斜面上静止释放 C.要使斜面的底边ab与桌边重合 D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 （2）实验时，将长木板与桌面上方的距离依次调节为h、4h、9h和16h。当h取时，钢球在白纸上的落点依次记为A、B、