第4章 实验5 探究平抛运动的特点-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

第四章曲线运动万有引力与航天 C.角速度的大小为干 距离r大约是地球半径的60倍，地球表 面的重力加速度为g,根据牛顿的猜想， D.加速度的大小为，，一0 2RGM 月球绕地球公转的周期为 () 针对训练⑦牛顿认为物体落地是由于地 A30V B.30元7 球对物体的吸引，这种吸引力可能与天体 C.120g D.120元√7 间（如地球与月球）的引力具有相同的性 质，且都满足Foc Mm 完成课时达标：第四章第4讲 2 .已知地月之间的 实验五 探究平抛运动的特点 实验理论 理清弄明 一、实验基础 记录下来.比如，用频闪照相的方法，记录 1.实验目的 物体在不同时刻的位置.当然也可以用别 (1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹 的方法记录信息，开展研究， (2)判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 (3)根据平抛运动的轨迹求其初速度， 075 2.实验思路 以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可 以忽略的情况下，物体只受重力的作用， 小球做平抛运动的频闪照片 这时的运动叫作抛体运动.如果初速度是 沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平 如图是用频闪照相的方法记录的做平抛 抛运动. 运动的小球每隔相等的时间的位置图.以 平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复 左边第一个小球的中心为原点，沿水平向 杂.我们可以按照把复杂的曲线运动分解 右和竖直向下的方向建立直角坐标系，将 为两个相对简单的直线运动的思路，分别 各球中心点的横坐标和纵坐标记录在自 研究物体在竖直方向和水平方向的运动 己设计的表格中 特点.平抛运动可以看作是在竖直方向的 方案二 分运动和水平方向的分运动的合运动.如 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的 规律自然就清楚了. 3.实验方案 方案一 为了研究平抛运动的特点，我们应该想办 法把运动物体的位置随时间变化的信息 高考总复习物理 在如图甲所示的实验中，用小锤击打弹性 分运动的位移，进而确定水平分运动的 金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛 规律。 运动：同时B球被释放，自由下落，做自 二、数据处理 由落体运动.观察两球的运动轨迹，比较 根据所记录的数据，以及相邻小球时间间 它们落地时间的先后， 隔相等的特点，分析小球在水平方向分运 分别改变小球距地面的高度和小锤击打 动的特点.然后再按照这个办法，分析小 的力度，多次重复这个实验，记录实验 球在竖直方向分运动的特点， 三、注意事项 现象。 1.斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端切线 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若 在如图乙所示的装置中，斜槽M末端水 能使小球在平直轨道上的任意位置静止， 平.钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末 斜槽末端的切线就水平了 端飞出后做平抛运动.在装置中有一个水 2.方木板固定：方木板必须处于竖直平面 平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球 内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是 飞出后，落到挡板上.实验前，先将一张白 否竖直 纸和复写纸固定在装置的背板上.钢球落 3.小球释放 076 到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在 (1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下 白纸上留下印迹.上下调节挡板N,通过 (2)小球开始滚下的位置高度要适中，以 多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多 使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上 个位置.最后，用平滑曲线把这些印迹连 角一直到达右下角为宜， 接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹. 4.坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，而 根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向 是小球出槽口时球心在木板上的投影点 分速度随时间变化的规律，设法确定“相 5.初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点 等的时间间隔”，再看相等的时间内水平 O较远的一些点来计算初速度， 常见考法 逐点练通 命题点一 教材原型实验（自主学习） 例1(2024·河北)图甲为探究平抛运动特 放钢球，得到了如图乙所示的印迹，坐标 点的装置，其斜槽位置固定且末端水平， 纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平 固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在 抛起点。 斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落 ①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上 在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上 的高度 (填“相同”或“不同”)， 留下印迹.某同学利用此装置通过多次释 ②在坐标纸中描绘出球做平抛运动的轨迹 第四章曲线运动万有引力与航天 0246810121416x/rm 测斜槽末端水平的方法是 C.测出曲线上某点的坐标x、y,用h 复写纸坐标纸 10 算出该小球的平抛初速度，实验 12 需要对多个点求的值，然后求它们的 16 平均值； 18 20 D.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y y/em 乙 轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹， ③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速 上述实验步骤的合理顺序是 度大小为 m/s(当地重力加速度 (只排列序号即可). g为9.8m/s2,保留2位有效数字). (2)在另一次实验中将白纸换成方格纸， 针对训练1(1)在“探究平抛运动的特点” 每小格的边长L=5cm,通过实验，记录 的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求 了小球在运动途中的三个位置，如图所 物体的平抛初速度.实验简要步骤如下： 示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s;B点的竖直分速度为 m/s(g取10m/s2). 077 A.让小钢球多次从 位置上静止滚 下，记下小球运动途中经过的一系列位置： B.安装好器材，注意斜槽末端水平和木 板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木 板上的投影点O和过O点的竖直线，检 命题点二 创新拓展实验 例2用频闪照相记录平抛小球在不同时刻 (2)图甲所示的实验中，A球沿水平方向 的位置，探究平抛运动的特点， 抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍 (1)关于实验，下列做法正确的是 摄上述运动过程.图乙为某次实验的频闪 (填字母). 照片，在误差允许范围内，根据任意时刻 A选择体积小、质量大的小球 A、B两球的竖直高度相同，可判断A球 B.借助重垂线确定竖直方向 竖直方向做 运动；根据 C.先抛出小球，再打开频闪仪 ,可判断A球水平方 D.水平抛出小球 向做匀速直线运动. 高考总复习物理 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在 有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平 抛运动过程中的多张照片，经合成后，照 片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下 的小球位置，已知照相机连续拍照的时间 间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所 800 8 00 示，又知该照片的长度与实际背景屏的长 度之比为1：4，则： (3)某同学使小球从高度为0.8m的桌面 水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运 动（每秒频闪25次），最多可以得到小球 甲 在空中运动的 个位置 (1)由以上信息，可知a点 (选填 (4)某同学实验时忘了标记重垂线方向， “是”或“不是”)小球的抛出点 为解决此问题，他在频闪照片中，以某位 078 (2)由以上信息，可以推算出该星球表面 置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方 的重力加速度为 m/s2. 向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标 (3)由以上信息可以算出小球平抛的初速 系xOy,并测量出另外两个位置的坐标值 度大小是 m/s. (x,yh)、(x2,y2),如图丙所示.根据平抛 (4)由以上信息可以算出小球在b点时的 运动规律，利用运动的合成与分解的方 速度大小是 m/s. 法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切 香对训练3)如图所示，研究平抛运动规 值为 律的实验装置放置在水平桌面上，利用光 电门传感器和碰撞传感器可测得小球的 水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可 以测得水平位移 光电门传感器 母则训练2未来在一个未知星球上用如 斜槽轨道 图甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点 碰撞传感器 O正下方P点处有水平放置的炽热电热 丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧 断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 保持水平槽口距底板高度h=0.420m不 第四章曲线运动万有引力与航天 变，改变小球在斜槽轨道上下滑的起始位 发现理论值与测量值之差约为3ms.经 置，测出小球做平抛运动的初速度、飞 检查，实验及测量无误，其原因是 行时间t和水平位移d,记录在表中. (1)由表中数据可知，在h一定时，小球水 (3)另一位同学分析并纠正了上述偏差 平位移d与其初速度oo成 关系， 后，另做了这个实验，发现测量值依然 与 无关 大于自己得到的理论值'题，但二者之差 h/(m·s1) 0.741 1.034 1.318 1.584 在3~7ms之间，且初速度越大差值越 t/ms 292.7 293.0 292.8 292.9 小.对实验装置的安装进行检查，确认斜 d/cm 21.7 30.3 38.6 46.4 槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因 (2)一位同学计算出小球飞行时间的理论 是 值细一g 2×0.420 10 ms=289.8ms, 章末核心素养提升 聚焦教材 同悉命题导向 1.类平抛运动问题 解为ax、ay,初速度分解为U、,然后 079 (1)受力特点 分别在x、y方向列方程求解 物体所受合力为恒力，且与初速度的方向 (4)考查特点 垂直. ①类平抛运动是对平抛运动研究方法的 (2)运动特点 迁移，是高考命题的热点问题。 在初速度方向做匀速直线运动，在合 ②高考考查该类问题常结合机械能守恒、 力方向做初速度为零的匀加速直线运动， 动能定理等知识，以电场或复合场为背景 加速度a=P金 考查学生运用所学知识处理综合问题的 m (3)求解方法 能力 ①常规分解法：将类平抛运动分解为沿初 ③除上述情况外，类平抛运动的例子还 速度方向的匀速直线运动和垂直于初速 有：考虑到竖直向上的恒定空气阻力的抛 度方向（即沿合力方向）的匀加速直线运 体运动，斜面上的抛体运动等情况， 动，两分运动彼此独立，互不影响，且与合 例1如图所示的光滑斜面长为1，宽为b, 运动具有等时性 倾角为0，一物块（可看成质点）沿斜面左 ②特殊分解法：对于有些问题，可以过抛 上方顶点P水平射入，恰好从底端Q点 出点建立适当的直角坐标系，将加速度分 离开斜面，试求：（重力加速度为g)高考总复习物理 知识点三 1.逐渐远离 2.(1)切线 (2)远离 (3)近心 3.小于 [自我检测] 1.(1)×(2)/ (3)/ (4)× 2.D 点拨学法·素养提升 [例1]D[针对训练1]AC [例2]C[针对训练2]D [例3]B[例4]BC [针对训练3]B[针对训练4幻AC [例5]BD[针对训练5]BD [针对训练6]B 第4讲万有引力与航天 知识整合·基础落实 [知识梳理] 知识点一 椭圆椭圆面积三次方 二次方 知识点二 1.正比反比 3.(1)质点(2)两球心 4.(1)匀速圆周万有引力 (2)入 GM GM 1-3 r3 2元NGM 知识点三 1.(1)环绕 7.9 (2)地球(3)发射 GM 绕(4) √gR 2.地球11.2 3.太阳16.7 [自我检测] 1.(1)×(2)×(3)/(4)× 2.D 点拨学法·素养提升 [例1]BD[针对训练1]D [针对训练2]B[例2]A [针对训练3]C[例3]B [针对训练4]B[针对训练5]ACD [例4幻B[针对训练6]B [针对训练7]C 实验五 探究平抛运动的特点 常见考法·逐点练通 [例1]答案(1)相同 (2) 0246810121416x/cm 6 16 18 20 y/cm (3)0.71 [针对训练1]答案(1)同一将小球放到 斜槽末端任一位置均静止不动 BADC(2)1.52 [例2]答案(1)ABD (2)自由落体A球相 邻两位置水平距离相等(3)10 (4)2-2 环 y2一2y [针对训练2]答案(1)是 (2)8 (3)0.8 (4)4 6 [针对训练3]答案(1)正比时间(2)g 取值10m/s2比实际值偏大(3)水平槽 口距底板高度h较大，小球飞行时受到 空气阻力作用 500