提分集训(21) 实验5 探究平抛运动的特点(Word练习)-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

1．(2022·浙江1月选考)在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴．让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示．在轨迹上取一点A，读取其坐标(x0，y0). (1)下列说法正确的是________(单选). A．实验所用斜槽应尽量光滑 B．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来 C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据 (2)根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0＝________(单选). A．　　　　B． C．x0 D．x0 (3)在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是________________________________________________________________________． 解析：(1)斜槽轨道不需要光滑，只需要从同一位置由静止释放小球，使其到达斜槽末端的速度相同即可，选项A错误；由于描点可能出现误差，因此不是把所有的点都用平滑的曲线连接起来，选项B错误；求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，这样误差较小，选项C正确． (2)根据平抛运动规律有x0＝v0t、y0＝gt2，联立可得v0＝x0，选项A、B、C错误，D正确． (3)为了保证能画出同一个平抛运动轨迹上的多个点，必须要在同一位置由静止释放小球，以确保多次运动的轨迹相同(或“保证小球离开斜槽末端的速度v0相同，从而保证其运动轨迹相同”). 答案：(1)C　(2)D　(3)确保多次运动的轨迹相同 2．某实验小组利用如图甲所示装置测定平抛运动的初速度．把白纸和复写纸叠放在一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行．每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点． (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是________． A．实验时应保持桌面水平 B．每次应使钢球从静止开始释放 C．使斜面的底边ab与桌边重合 D．选择与钢球间的摩擦力尽可能小的斜面 (2)实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2 m，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0 cm、25.0 cm、35.0 cm，如图乙．重力加速度g＝10 m/s2，钢球平抛运动的初速度大小为________ m/s. (3)图甲装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是________________________________________________________________________． 解析：(1)实验过程中要保证钢球水平抛出，所以要保持桌面水平，故A正确；为保证钢球抛出时速度相同，每次应使钢球从同一位置由静止释放，故B正确；只要每次钢球水平抛出时速度相同即可，斜面底边ab与桌边重合时，钢球不是水平抛出，而钢球与斜面间的摩擦力大小对于本实验无影响，故C、D错误． (2)每次将木板向远离桌子的方向移动0.2 m，则在白纸上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等，钢球抛出后在竖直方向上做自由落体运动，根据Δy＝gT2可知，相邻两点的时间间隔T＝s＝0.1 s，钢球在水平方向上做匀速直线运动，所以钢球平抛的初速度为v＝＝ m/s＝2 m/s. (3)悬挂铅垂线的目的是方便调整木板，使其保持在竖直平面上． 答案：(1)AB　(2)2　(3)方便调整木板，使其保持在竖直平面上 3．(2025·重庆模拟)某兴趣小组对水平流出的水流曲线是否可视为抛物线进行探究．实验所用的主要装置示意图如题图所示，其中盛水桶放置在升降台上，出水管固定于有标尺的背景前，水流能从出水管沿水平方向流出． (1)实验时，调节注水口水流，使盛水桶中的水从溢水口流出，保持桶内水面高度为定值，让水从出水管流出时具有相同的_____________． (2)水流稳定后，拍摄第一张水流照片：调整升降台高度，重复步骤(1)，水流稳定后，拍摄第二张照片．以出水管管口中心为坐标原点O，以水流初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向．在水柱中心线上选取五个标记点，得到这些点的位置坐标．第一次实验照片中标记点的坐标为x、y1，第二次实验照片中标记点的坐标为x、y2，两次实验的测量结果如表所示． x/cm 0 3.00 6.00 9.00 12.00 实验1 y1/cm 0 0.39 1.30 2.85 4.95 实验2 y2/cm 0 0.79 3.08 6.90 12.23 由表中数据可知，第一次实验出水管口处水流速度___________(填“大于”“等于”或“小于”)第二次实验出水管口处水流速度． (3)若某小球从O点以一定的初速度水平抛出后做平抛运动，恰好通过表中y2＝6.90 cm对应的标记点，分析它能否继续通过y2＝12.23 cm对应的标记点并写出分析过程____________． 解析：(1)保持桶内水面高度为定值，即可保证出水口处压力恒定，让水从出水管流出时具有相同的初速度． (2)根据表中数据可知，第二次实验与第一次实验相比，在x轴坐标相同的情况下，第二次实验所对应y轴坐标数据更大，根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动可知，两次实验对比说明在水平位移相同的情况下，第二次竖直位移更大，竖直方向有y＝gt2 水平方向有x＝v0t 联立可得x＝v0 由此可知，水平位移相同，竖直位移越大，则做平抛运动的初速度越小，则由表中数据可知，第一次实验出水管口处水流速度大于第二次实验出水管口处水流速度． (3)平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则有 x＝v0t，y＝gt2 可得y＝·x2 表中数据为水流在恒压下以出水口中心为水流出射点做平抛运动时轨迹所经过的位置，而小球从O点以一定的初速度水平抛出后做平抛运动，恰好通过表中y2＝6.90 cm对应的标记点，根据平抛运动轨迹方程可知，若小球经过坐标点(x＝9.00 cm，y＝6.90 cm)则小球做平抛运动的轨迹一定和第二次实验中水做平抛运动的轨迹相同，因此，小球能继续通过y2＝12.23 cm对应的标记点． 答案：(1)初速度 (2)大于 (3)见解析 4．(2025·四川南充模拟)在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图所示装置研究平抛运动．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上．钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点． (1)下列实验条件必须满足的有__________． A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球 D．图中档条MN每次必须等间距下移 (2)在某次实验中，甲同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是__________． A．x2－x1＞x3－x2 B．x2－x1＜x3－x2 C．x2－x1＝x3－x2 D．无法判断 (3)乙同学利用图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).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出．则小球运动到图中位置A时，其速度的水平分量大小为__________m/s；根据图中数据可得，当地重力加速度的大小为________m/s2.(结果均保留两位有效数字) 解析：(1)AC.为了获得相同的初速度，需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，斜槽轨道不需要光滑，故A错误，C正确； B．为保证小球飞出时速度水平，所以斜槽轨道末段需要水平，故B正确； D．挡板只要能记录下小球在不同高度时的不同位置，不需要等间距变化，故D错误． 故选BC. (2)因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x2－x1＞x3－x2故选A. (3)由题意，根据图中数据可得，小球运动到图中位置A时，水平方向上有 x＝l＝v0t 可得其速度的水平分量大小为 v0＝m/s＝1.0 m/s 根据图中数据在竖直方向上，根据逐差法可得 g＝m/s2＝9.7 m/s2 答案：(1)BC (2)A (3)1.0　9.7 5．2023年8月新推出的某国产手机拥有多项先进技术，其连拍功能可实现每隔T＝ s拍一张照. 某实验探究小组利用该手机的连拍功能来探究平抛运动规律． (1)该小组用手机对一做平抛运动的小球进行连拍，取从抛出点开始连拍的5张照片进行电脑合成，得到图甲. 进一步作图后，得到图乙所示图像，经测量，发现水平方向相邻小球的间距几乎相等，说明小球在水平方向做_____________运动． (2)若小球的实际直径为D，照片上相邻小球间距均为x，照片上小球直径为d，则小球平抛的初速度表达式 v0＝________．(用题中字母表示) (3)利用游标卡尺测得小球的实际直径如图丙所示，则小球的直径D＝________cm，用刻度尺测得照片(图乙)中小球直径d＝0.56 cm，通过计算，可得实际长度与照片中的长度之比为________． (4)用刻度尺测得照片(图乙)中y1＝0.94 cm，y2＝1.21 cm，y3＝1.48 cm，y4＝1.75 cm，通过计算， 小球在竖直方向运动的加速度 a＝________ m/s2(结果保留三位有效数字)，若该值与当地重力加速度大小相近，又因小球做平抛运动竖直方向初速度为零，则说明小球在竖直方向做自由落体运动． 解析：(1)水平方向相邻小球的间距几乎相等，说明小球在水平方向做匀速直线运动； (2)由题意可知，照片中小球的初速度为 v＝，照片与实际的比例为，故有＝ 得v0＝ (3)游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以小球的直径为 D＝22 mm＋8×0.05 mm＝22.40 mm＝2.240 cm 照片中小球直径d＝0.56 cm，得实际长度与照片中的长度之比为 ＝＝4 (4)根据逐差法可得照片中小球运动的加速度 a′＝＝2.43 m/s2 实际小球的加速度 a＝4a′＝9.72 m/s2 答案：(1)匀速直线　(2)　(3)2.240　4　(4)9.72 学科网（北京）股份有限公司 $$