第4章 第6讲 探究平抛运动的特点(重点实验)（学案）-【新高考方案】2026年高考物理一轮总复习（江苏专版）

第6讲　探究平抛运动的特点(重点实验) 一、实验知能/系统归纳 一、理清原理与操作 原理装置图 操作要领 (1)调节：①斜槽末端水平；②固定白纸的平板竖直。 (2)确定平抛起点：将小球飞离斜槽末端时球心的位置描在白纸上。 (3)操作：①每次都从同一位置释放小球； ②上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录小球所经过的多个位置。 (4)轨迹获取：用平滑曲线把白纸上各印迹连接起来。 二、掌握数据处理方法 1．平抛轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0，因x＝v0t，y＝gt2，故v0＝x　。 2．平抛轨迹残缺(即无抛出点) 如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则Δh＝hBC－hAB＝gt2，所以t＝，所以初速度v0＝＝x 。 三、注意实验细节 1．固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度沿水平方向。若不水平，会导致小球离开斜槽后不做平抛运动。 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，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 3．为保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，可在斜槽上某一位置固定一个挡板。 4．要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。 5．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。 6．计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算。 四、做好误差分析 1．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确。 2．小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差。 3．确定小球运动的位置时不准确，会导致误差。 4．量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差。 二、实验关键/重点解读 本实验的命题特点主要集中在以下两个方面：(1)轨迹的坐标原点是否为小球平抛的起点；(2)因实验原理与装置的不同，确定小球运动轨迹的方式也不同，数据处理的方法也有所不同。 关键点(一)　坐标原点是否为平抛起点 [题点训练] 1．利用频闪照片研究平抛运动规律，得到的照片经1∶1还原后如图所示，连续曝光过程中小球依次出现在A、B、C三个位置，图中每个正方形的边长为20 cm，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计。 (1)频闪照相机的曝光频率为________Hz； (2)平抛运动的水平初速度为________m/s； (3)以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则平抛运动抛出点的坐标为____________。(以cm为单位) 2．某同学做“研究平抛运动的特点”实验。 (1)用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是________。 A．A球的运动时间比较长 B．两球的运动时间一样长 C．改变小锤的击打力度，会影响两球的运动时间 D．只改变两小球开始运动时距地面的高度，不会影响两球的运动时间 (2)用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是________________________________________。 (3)图丙是某同学根据实验画出的小球做平抛运动的轨迹，O为平抛的起点。在轨迹上取两点A、B，测得A、B两点的纵坐标分别为y1＝5.00 cm，y2＝45.00 cm，A、B两点间的水平距离x2－x1＝40.00 cm。g取10 m/s2，则小球的初速度v0为________ m/s(结果保留两位有效数字)。 (4)放学途中，有同学看见园林工人正在用手拿着喷水管为草地浇水。他观察发现，水沿水平方向喷出，出水口的横截面是圆形。他想利用所学的平抛知识估测水的流量Q(单位时间内流过出水口的水的体积)。已知当地的重力加速度为g，请写出他还需要测量哪些物理量，并推导出流量Q的计算公式(所需字母自行设定)：_________________________________ ________________________________________________________________________。 [归纳建模] 1．小球平抛运动的起点在斜槽末端小球球心的位置。 2．平抛运动轨迹残缺时，可以用Δy＝gT2和v0＝确定小球做平抛运动的初速度。 关键点(二)　小球轨迹点确定的不同方式 [题点训练] 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. 2．(2025·南通高三调研)利用传感器和计算机研究平抛运动的规律。物体A中装有发射装置，可以在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。B是超声—红外接收装置，其中装有B1、B2两个超声—红外接收器，并与计算机相连。B1、B2各自测出接收到超声波脉冲和红外线脉冲的时间差，计算机即可算出它们各自与物体A的距离。如图甲所示，物体A从斜槽上的P点由静止释放，从斜槽末端O飞出，以抛出点为原点建立坐标系，计算机记录了一系列A的坐标值，数据如表格所示。 x/cm 0 5.8 11.6 17.4 23.2 29.0 34.8 y/cm 0 0.77 3.07 6.91 12.30 19.20 27.65 (1)以下实验操作中正确的是________。 A．图甲中斜槽末端O的切线应该水平 B．实验中需要多次让A从固定的位置P由静止释放 C．若仅用超声波脉冲进行信号的发射和接收，也能完成该实验 (2)根据实验数据在图丙中描出了相应的点，请描绘A的运动轨迹。 (3)已知A每隔0.04 s发射一次超声—红外脉冲，则A平抛的初速度v＝________m/s。 (4)由该实验求得当地的重力加速度g＝______m/s2(结果保留一位小数)。 (5)利用该实验能否验证抛体运动的机械能守恒，并简述原理______________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [归纳建模] 1．保证小球在斜槽上每次释放点位置相同，以保证小球每次做平抛运动的初速度相同，小球平抛的运动轨迹不变。 2．确定小球平抛运动过程中不同时刻的位置，然后用平滑曲线连接起来，就可以得到小球做平抛运动的轨迹。 3．不同的实验原理获取小球做平抛运动轨迹上各点的方法也不相同。 课下请完成课时跟踪检测(二十四) 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $$