2024-2025学年高一上学期期末实验物理专项复习课件

高一期末实验专项习 人教版 实验一：探究力的平行四边形定则 实验二：探究加速度与力、质量的关系 实验三：探究平抛运动的特点 如果两个互成角度的共点力F1、F2作用于橡皮筋的结点上，与只用一个力F´作用于橡皮筋的结点上，所产生的效果相同（橡皮筋在相同方向上伸长相同的长度），那么，F´就是F1和F2的合力。根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示，应与F´的图示等大同向（等效替代法）。 实验原理 实验一：探究力的平行四边形定则 实验步骤 1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上． 2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套． 3．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳 的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描 下O点的位置及此时两细绳的方向． 4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下 弹簧测力计的读数和细绳套的方向． 5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验． O F1 F2 F' F 0.5N F' 数据处理 1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出 这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平 行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。 2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉 力F′的图示。 3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则。 误差分析 (1)读数误差 如弹簧测力计的读数太小，或变化不显著，导致读数误差较大；弹簧测力计和绳套没有保持与木板平行；读数时眼睛一定要正视，要按有效数字要求正确读数等． (2)作图误差 如结点O的位置和测力计的方向画得不准确；作图时比例不恰当、不准确等． 注意事项 (1)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同． (2)在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同． (3)用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜． (4)实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些． (5)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向． (6)在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些． 以本实验为背景，以实验中操作的注意事项、数据处理方法、误差来源设置题目，或通过改变实验条件、实验仪器设置题目． 实验仪器与情景的改变 实验目的的改变 如：用光电门代替打点计时器研究小车的运动，确定加速度，用气垫导轨代替木板以减小摩擦力的影响，用(力、位移、速度)传感器测量相关物理量等 如：应用力的平行四边形定则测量头发丝能承受的最大拉力，并与网上获取的正常数据进行对比，推测该头发丝对应者的年龄范围   实验的拓展与创新 题型一（原型实验）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤： (1)用图钉将白纸固定在水平木板上。 (2)将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并________。(多选，填正确答案标号) A．用刻度尺量出橡皮条的长度 B．用刻度尺量出两细线的长度 C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 (3)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到________，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。 (4)选择合适标度，由步骤(2)的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F′的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示。 (5)比较F′和F的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 (2)CD　(3)标记位置　(5)大小和方向 解析：(2)实验中保证两次操作使橡皮条产生相同的弹力作用，故应标记小圆环的位置以及每个力的大小和方向，力的大小由测力计读出，方向即为细线的方向，故C、D正确；橡皮条与细线的长度没必要测出，故A、B错误。 (3)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到已标记的小圆环位置，记录此时拉力F的大小和方向。 ——控制变量法 1、实验研究方法 ①保持物体质量M一定，研究加速度a和合外力F的关系 ②保持合外力F一定，研究加速度a和物体质量M的关系 实验思路： 2．物理量的测量 (1)质量的测量——天平，在小车中增减砝码的数量改变小车的质量 (2)加速度的测量——打点计时器—纸带连在小车上，根据打出的点来测量 (3)力的测量：用阻力补偿法确定小车的合外力——绳的拉力；小车的质量远大于槽码的质量——绳的拉力近似等于槽码重力。 实验二：探究加速度与力、质量的关系 G G1 FN f Mgsinθ = μMgcosθ μ = tanθ 将轨道倾斜一定角度，使得重力在沿斜面方向的分力刚好可以和摩擦力平衡，此时小车受力平衡，绳子的拉力也就等于小车的合力。 推导过程： 只有, 小车的质量远大于槽码的质量 改变M、m不需重新平衡摩擦力 实验步骤 （1）用天平测出小车的质量。 （2）安装好实验装置，平衡摩擦力。 （3）把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码，将车拉到打点计时器附近。 （4）先打开计时器电源，再释放小车，得到纸带，并记下钩码重量。 （5）改变槽码的重量，重复以上的步骤几次。 （6）控制槽码质量不变，改变小车质量，再测几组数据并记录。 系统误差： 1.实验中用槽码的重力mg代替小车所受的拉力，而实际上小车所受的拉力要略小于槽码的重力 2.实验仪器的误差，如天平不准，打点计时器工作频率偏大或偏小等 判断作出以下图像的原因 所挂槽码的质量太大,不满足M>>m 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 平衡摩擦力过度 误差分析 1．实验中应先接通电源后释放小车。 2．在平衡摩擦力时不要悬挂任何物体。 3．改变钩码的质量过程中，要始终保证钩码质量远小于小车质量，线的拉力近似等于钩码的重力。 4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。 注意事项 实验创新 1、实验原理创新 利用位移之比测量加速度之比 （1）将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的重物。把木板一端垫高，平衡阻力。 （2）两小车后端各系一条细线，用黑板擦把两条细线同时按压在木板上，抬起黑板擦，两小车同时开始运动，按下黑板擦，两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车移动的位移x1、x2。由于两小车运动时间t相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比，即 。在盘中重物相同的情况下，通过增减小车中的重物改变小车的质量。 实验器材创新 （1）利用光电门测量加速度 （2）利用位移传感器测位移 （3）利用弹簧测力计直接测量合外力大小 （4）用气垫导轨代替长木板，无需平衡摩擦力 A 平衡摩擦力过大 5.0 D  BD/DB D B 2.40  1.0  不变 （1） 控制变量法 g  大于  B                B 增大 相等 0.08 B 1∶2 相同 1．实验原理 用描迹法逐点画出小钢球做平抛运动的轨迹， 判断轨迹是否为抛物线，并求出小钢球的初速度． 2．实验器材 末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、刻度尺、 铅垂线、三角板、铅笔等． 实验三探究平抛运动的特点 (1)安装、调整背板：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)安装、调整斜槽：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，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小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，如右上图． (3)描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出开始做平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，会挤压复写纸，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，就得到小球做平抛运动的轨迹． (4)确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心在白纸上的投影的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴． 数据处理 数据处理 注意事项 1．实验中必须调整斜槽末端的切线水平（将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平）． 2．方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重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，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜． 6．在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度． 例2、某同学在做“探究共点力合成的规律”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图甲所示（图中每小格的边长表示1 N的力）。 （1）试在图甲中作出无实验误差情况下 和 的合力图示，并用F表示此力。 （2）有关此实验，下列叙述正确的是_______。 A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计的拉力大小即可 （3）图乙中A、B分别是甲、乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中是用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的力，则哪一位同学的实验结果一定存在问题？请简单说明理由。 答：______________。 （1）答案：如图所示 解析：以和 为邻边作平行四边形，与 和 共点的对角线表示合力F，标上箭头，如图所示。 （2）答案：AC 解析：两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，故A正确；两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，故B错误；两次拉橡皮筋时，为了使两次达到的效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，故C正确；结点位置不变，则合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力方向一定改变，故D错误。 （3）答案：乙同学，因为乙同学实验的结果 的方向与橡皮筋的伸长方向不在同一直线上，而只用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力方向应和橡皮筋的伸长方向在同一直线上 解析：用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力方向和橡皮筋的伸长方向一定在同一直线上，所以乙同学的实验结果存在问题。 题型二（创新实验） 某实验小组利用如图所示的实验器材验证力的平行四边形定则。在水平圆形桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘同一高度安装三个不计摩擦的滑轮，其中滑轮 固定在桌边，滑轮 可沿桌边移动。将三根绳子系在点O，每根绳子的另一端各系一个沙桶，当系统达到平衡时，称出每个沙桶及沙的总质量便可得出三根绳子的拉力，不计绳子的重力，回答下列问题： （1）每次在取下沙桶测量每个沙桶和沙的总质量之前，必要的步骤是_______。 A.标记结点O的位置 B.记录三根绳子的方向 C.量出三根绳子的长度 （2）实验时，改变滑轮 ，的位置和相应沙桶中沙的质量，使系统再次达到平衡，绳子的结点O的位置_______（选填“必须”或“不必”）保持不变。 （3）该实验中，若桌面不水平，_______（选填“会”或“不会”）影响实验的结论。 答案：（1）AB （2）不必 （3）不会 解析：（1）必要的步骤是标记结点O的位置，并记录三根绳子的方向，AB正确；三根绳子的长度不需要量出，C错误。 （2）实验时，改变滑轮 的位置和相应沙桶中沙的质量，使系统再次达到平衡，绳子的结点O的位置不必保持不变，只要保证 与 两根绳子的拉力的合力与 的拉力等大反向即可。 （3）该实验中，无论桌面是否水平，三根绳子中的力始终在同一平面内，所以不会影响实验的结论。 例4.同学们利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。他们首先在竖直放置的木板上铺上白纸，并用图钉固定。然后在木板上等高的A、C两处固定两个光滑的小滑轮。将三根轻绳在O点打结，并挂上适当数量的相同钩码，使系统达到平衡。 （1）实验中，必须要记录的数据有________； A.结点O的位置和OA、OB、OC绳的方向 B.OA、OB、OC绳的长度 C.每组钩码的个数 D.每个钩码的质量 （2）同学们用各绳上钩码的个数来衡量该绳中拉力的大小，完成了本实验，并作图验证力的平行四边形定则，下图中的虚线y为铅垂线方向，则________（填“甲”或“乙”）是合理的。 （3）某次实验中，系统平衡时，a处有3个钩码，c处有5个钩码，则b处的钩码个数可能是________。 A.3个 B.6个 C.8个 答案：（1）三根细线的方向 （2）结点O的位置 （3）F和 在误差允许的范围内重合 解析：（1）要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时，也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数 。 （2）已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与（2）中重合，记录电子秤的示数 。 （3）根据平行四边形定则作出 的合力 的图示，若F和 在误差允许的范围内重合，则平行四边形定则得到验证。 数据处理 1．由表(一)中数据画出a－F关系图象如右图所示． 通过a－F关系图象，我们可以得出小车的加速度a与力F成正比． 2．由表(二)中数据画出a－M图象及a－eq \f(1,M)图象，如图甲、乙所示． （3）某同学得到如图所示的纸带．已知打点计时器电源频率为．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，由此可算出小车的加速度 （保留两位有效数字）． （4）“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在探究加速度a和小车质量M的关系时，由于没有能够始终满足（m为沙桶和沙的总质量）的条件，结果得到的图像应该是下图中的 ． 题型二（光电门测加速度）（23-24高一上·山东日照·期末）某实验小组的同学们利用气垫导轨、光电门和力传感器等器材，探究加速度与物体所受合力的关系，装置如图所示。实验时先测出遮光片的宽度d，由刻度尺读出滑块释放时遮光片到光电门的距离L，滑块每次从气垫导轨上的同一位置由静止释放，光电门连接的数字计时器记录下遮光片的遮光时间t，仅改变悬挂的钩码个数来进行多次实验。 （1）滑块运动的加速度 （用题干中给出的字母表示）。 （2）关于实验要求，下列说法正确的是 。 A．将气垫导轨右端垫高 B．需要调节滑轮位置使细线与气垫导轨平行 C．要保证力传感器和钩码的总质量远小于滑块及遮光片的总质量 D．选用窄一些的遮光片 （3）规范完成实验，力传感器测得拉力大小为F。保持滑块的质量不变，改变钩码的数量，测得多组F、t的值，建立坐标系作出F与t的关系图线，如下图所示。能直观得出“质量一定时，加速度与合力成正比”的图像是 。 A．B．C．D． （4）选取（3）中正确的图像，已知实验中滑块释放位置到光电门的距离 ，遮光片的宽度 ，滑块及遮光片的总质量 ，则图像的斜率 （结果保留两位有效数字）。 题型三(传感器)在探究物体质量一定时加速度与力的关系的实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线的拉力。 （1）关于该实验的操作，下列说法正确的是________。 A．必须用天平测出砂和砂桶的质量 B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数 C．选用电磁打点计时器比选用电火花打点计时器实验误差小 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 （2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 m/s2。（计算结果保留三位有效数字）； （3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道的滑动摩擦力Ff＝ N； （4）若实验选用的是电火花打点计时器，实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220 V，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 利用位移传感器可以测定物体运动的加速度，学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究物体加速度与力的关系，其中位移传感器（接收器）固定，物块和位移传感器（发射器）的总质量为M，所挂钩码的总质量为m，木板及物块和定滑轮之间的轻绳均水平，重力加速度大小为g。用轻绳所挂钩码受到的重力mg作为轻绳对物块的拉力F，通过位移传感器测得物块的加速度为a，改变m，多次重复测量，得到的图线如图乙所示。 （1）保持物块和位移传感器（发射器）的总质量M不变，通过改变轻绳所挂钩码的总质量m，多次重复测量来研究物块的加速度a与F的关系，这种研究方法叫 （填“等效替代法”或“控制变量法”）。 （2）若m不断增大，图乙中的曲线部分不断延伸，则物块的加速度a的趋向值为 。 （3）物块和位移传感器（发射器）的总质量 。 （4）物块与木板间的动摩擦因数 ．若操作无误，考虑到轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，则 的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 题型四（其他创新实验） （1）某同学要探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示。先调整木板倾角，使小车恰好沿斜面匀速下滑，然后保持斜面倾角不变，撤掉钩码，将小车靠近打点计时器由静止释放。实验得到加速度与合外力的关系图线，正确的是( ) A．   B．  C．   （2）若利用图乙装置，完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，操作如下： ①平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图丙所示，应 （填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间距 为止。 ②图丁为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与盘和砝码的总质量m的倒数之间的实验关系图像。若牛顿第二定律成立，则小车的质量 kg。（g取） 题型五（利用位移之比测量加速度之比）两个相同的小车放在木板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮各挂一个相同的小盘。实验中可以通过增减车中的钩码改变小车的质量，通过增减盘中的砝码改变拉力。两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，两小车在小盘和砝码的牵引下同时开始运动，合上夹子，两小车同时停止。 （1）探究“加速度与力之间的关系”时，下列说法中正确的是 （选填“A”或“B”）。 ①图乙中细绳必须与木板平行 ②本实验还需要秒表记录两小车运动的时间 ③实验中一定要保证小盘和盘中砝码的总质量远小于小车和车中钩码的总质量 ④将木板的一端适当垫高，使小车在小盘和盘中砝码拉动下恰好做匀速运动 A．②和④    B．①和③ （2）实验中，小车通过的位移之比为 ，则两小车的加速度之比为 （选填“ ”或“ ”）； （3）探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量 （选填“相同”或“不相同”）的砝码。 1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 （1）原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值 （2）验证方法 方法一：代入法 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数． 方法二：图象法 建立y－x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值，在y－x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值． 题型一【变式1-1】图甲是一个能够定性平抛运动及其特点的实验装置，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动，得到了如图丙坐标系中的几个点。 （1）甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做 运动。 （2）在调节轨道时，发现水平仪中的气泡在右侧，此时应将轨道的右端调 （选填“高”或“低”）。 （3）同学用专业相机以200帧/秒拍摄照片如图丙所示，并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图所示的抛体运动“频闪图片”，由图像可知 （n为整数， ），测得坐标纸的方格边长为9mm，由此可得到平抛运动的初速度为 m/s。 【答案】（1）自由落体 （2）低 （3） 6 0.6 【详解】（1）甲图两球同时落地，说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动。 （2）水平仪右端有气泡，说明右端偏高，则应把右侧调低。 （3）[1]小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法公式 由图可知 相邻两点的时间间隔相等，设为T 因为相机以200帧/秒拍摄照片，即每 拍摄一帧，每n帧的时间为 ，可得 解得 [2]在水平方向上，小球做匀速直线运动，小平抛运动初速度 【1-2】如图甲，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。 （1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。 A．A、B两球同时落地 B．A、B两球的运动路线相同 C．A球的运动路线不同，B球的运动路线相同 D．击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知______。 A．小球A在水平方向做匀速直线运动 B．小球A在水平方向做匀加速直线运动 C．小球B在竖直方向做匀速直线运动 D．小球A、B在竖直方向的运动规律相同 （3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小 ，则相邻小球间的运动时间为 s，小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（______cm， cm）。 【答案】（1）AC（2）D（3） 0.1 2 −20，−5 【详解】（1）AD．用小锤轻击弹簧金属片，在同一高度，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动，因此无论击打的力多大，A、B两球总是同时落地，A正确，D错误； B．A球做曲线运动，B球做直线运动，A、B两球的运动路线不相同，B错误； C．用不同的力击打弹簧金属片时，A球获得的水平初速度不同，则A球的运动路线不同，B球始终是自由落体运动，其运动路线相同，C正确。 （2）A、B两球同时落地，与水平方向的运动规律无关，也不能说明小球A在水平方向做匀速直线运动或做匀加速直线运动，只能说明A、B两球在竖直方向的运动规律相同，即都是自由落体运动。 （3）[1]小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论 ，可得相邻小球间的运动时间为 [2]小球做平抛运动的初速度大小为 [3]在竖直方向，由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在B点时竖直方向的分速度为 可知小球从开始抛出到B点的时间为 则小球从A点到B点的时间是0.1s，因此图中抛出点的坐标是，在x轴 在y轴 题型二【利用对比法探究平抛运动水平和竖直分运动的特点】 (1)为了研究平抛物体的运动，可做下面两个实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，观察到两球同时落到地面；如图乙所示，将两个完全相同的斜槽轨道固定在同一竖直面内，斜槽末端水平；把两个质量相等的小钢球均从斜槽轨道的顶端由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，观察到球1落到水平木板上恰好击中球2。这两个实验说明______。 A．甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动 B．乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动 C．不能说明上述规律中的任何一条 D．甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质 (2)在该实验中，下列说法正确的是______。 A．斜槽轨道末端必须水平 B．斜槽轨道必须光滑 C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接 D．小球每次都从斜槽上同一高度处由静止释放 (3)某同学利用丙装置在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取 ） ①小球平抛运动的初速度大小为 m/s（结果保留两位有效数字） ②抛出点的坐标 cm， cm（结果保留三位有效数字） 【答案】(1)AB (2)AD (3) 2.0 -10.0 -12.5 【解析】（1）图甲中，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，该实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，图乙中，球2在光滑水平板上做匀速直线运动，观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，该只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。 （2）A．为了确保小球飞出的初速度方向水平，实验时，需要调节斜槽轨道末端至水平，A正确； B．当实验中，每次均将小球从斜槽同一位置静止释放时，只要保证小球飞出的初速度大小相等，即选择同一斜槽即可，故斜槽轨道的摩擦对实验没有影响，B错误； C．实验数据处理时，应将坐标纸上确定的点用平滑的曲线连接起来，C错误； D．为了确保小球飞出的初速度大小一定，实验中，小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，D正确。 （3）[1]根据图丁可知，在竖直方向上，根据 解得 在水平方向上 ②[2][3]根据上述，小球运动到b点时，在y方向的分速度大小 根据 解得 可知抛出点到a点的时间 根据 ， 解得 ， 由于抛出点位于第三象限，因此抛出点的坐标为 ， 【2-1】利用频闪相机确定平抛运动的轨迹点 为了探究物体做平抛运动的规律，某同学设计了下面一个实验。 (1)如图甲所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球，小球在运动过程中便在木板上留下影子。如图甲是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中的位置以及在木板上留下的影子的位置，如图中A、B、C、D点。 现测得各点到 点的距离分别为5.0cm、19.8cm、44.6cm、79.0cm。分析数据可知在误差允许范围内小球在竖直方向做 运动且加速度大小为 m/s2。（已知照相机的闪光频率为10Hz）（保留3位有效数字） (2)若将平行光改为沿竖直方向，小球在运动过程中会在地面上留下影子，如图乙所示，用频闪照相机拍摄的影子的位置如图中的O´、A´、B´、C´、D´点。现测得各点到O´点的距离分别为19.6cm、39.3cm、59.1cm、79.1cm，由影子的运动情况可知在误差允许范围内小球在水平方向做 运动，平抛初速度为 。（保留3位有效数字） 【答案】(1) 匀加速直线 9.85 (2) 匀速直线 1.98 【解析】（1）[1]依题意，可得 可知 即在误差允许范围内 小球在竖直方向做匀加速直线运动。 [2]木板上相邻影子的时间间隔为 由逐差法，可得 （2）[1]依题意，可得 ， ， ， 可知在误差允许范围内 小球在水平方向做匀速直线运动。 [2]平抛初速度为 $$