第4章 实验五 探究平抛运动的特点（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

该高中物理高考复习资料聚焦平抛运动的轨迹描绘与初速度求解核心考点，按实验基础（安装调整、轨迹记录）、数据处理（抛物线判断、速度计算）、真题应用的逻辑层次展开，通过实验过程梳理、方法总结、分层真题训练（教材原型与拓展创新实验），帮助学生构建平抛运动实验的分析框架和解题思路。 资料突出实验原理与创新情境融合，采用科学探究（规范实验操作、数据处理）和科学思维（平抛运动分解模型建构）策略，如引导学生在x轴等距离取点验证y=ax²培养证据分析能力，拓展实验中用直管方向确定末速度方向深化运动分解理解。设置基础操作、数据处理、创新应用分层练习，配合即时反馈，确保高效突破难点，为教师精准把控复习节奏提供有力支撑。

实验五　探究平抛运动的特点 【备考目标】　1.用实验的方法描绘出平抛运动的轨迹，判断其特点。2.用实验轨迹求解做平抛运动物体的初速度。 实验01步，理清实验过程 1．实验思路 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．实验过程 (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，并用重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，如图。 (3)描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一高度由静止滚下，从斜槽末端飞出后做平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，多次让小球从同一高度由静止滚下，在白纸上记录小球经过的多个位置。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。 3．数据处理 (1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 ①如图所示，在x轴上找出等距离的几个点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l； ②由A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹交点分别记为M1、M2、M3、…； ③若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标和x坐标之间应该满足关系式y＝ax2(a是待定常量)； ④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)计算平抛运动物体的初速度 情境1：若原点O为抛出点 利用公式x＝v0t和y＝gt2即可求出多个初速度v0＝，最后求出初速度的平均值，就是做平抛运动的物体的初速度。 情境2：若原点O不是抛出点 ①在轨迹曲线上取三点A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如图所示。则小球从A到B与从B到C的时间相等，设为T； ②用刻度尺分别测出yA、yB、yC，则有yAB＝yB－yA，yBC＝yC－yB； ③yBC－yAB＝，且＝x，由以上两式得v0＝ 。 [辨析明理] 判断下列说法的正误 (1)固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，以保证小球的初速度水平。(√) (2)用描迹法探究平抛运动时，小钢球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。(√) (3)用描迹法探究平抛运动时，坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)就是槽口的端点。(×) 实验02步，透析常见考法 类型(一) 教材原型实验 【例1】 (2024·河北高考)图1为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹。某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图2所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。 (1)每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度________(填“相同”或“不同”)。 (2)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。 (3)根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为________m/s(当地重力加速度g为9.8 m/s2，保留2位有效数字)。 解析：(1)探究平抛运动特点的实验中，要使钢球到达斜槽末端的速度相同，则每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度相同。 (2)用平滑曲线连接坐标纸上的点，即为钢球做平抛运动的轨迹，作图时应使尽可能多的点在图线上，不在图线上的点均匀分布在图线两侧，如图所示。 (3)根据平抛运动的规律有x＝v0t、y＝gt2，联立可得v0＝，在轨迹图线上选取一点(15 cm，20 cm)，代入数据可得v0≈0.74 m/s 。 答案：(1)相同　(2)见解析图　(3)0.74(0.67～0.77均可) 类型(二) 拓展创新实验 【例2】 在探究平抛运动规律实验中，利用一管口直径略大于小球直径的直管来确定平抛小球的落点及速度方向(只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中)，重力加速度为g。 如图所示，一倾斜角度为θ的斜面AB，A点为斜面最低点，直管保持与斜面垂直，管口与斜面在同一平面内，平抛运动实验轨道抛出口位于A点正上方某处。为让小球能够落入直管，可以根据需要沿斜面移动直管。 (1)以下是实验中的一些做法，合理的是________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 C．若轨道粗糙，需调整轨道角度平衡摩擦力 D．选择密度更小的小球 (2)某次平抛运动中，直管移动至P点时小球恰好可以落入其中，测量出P点至A点距离为L，根据以上数据可以计算出此次平抛运动在空中飞行时间t＝________，初速度v0＝________(用L，g，θ表示)。 解析：(1)每次只要小球从斜槽某个固定位置由静止滚下，就能保证到达斜槽末端的速度相等，不必要求斜槽光滑，也不必平衡摩擦力，A、C错误；由于小球离开斜槽后做平抛运动，因此斜槽末端必须保持水平，B正确；为了减小空气阻力的影响，应尽可能选择密度更大的小球，D错误。 (2)由于小球离开斜槽做平抛运动，因此在水平方向上v0t＝L cos θ，又由于小球落入直管中，应满足tan θ＝，联立解得t＝，v0＝。 答案：(1)B　(2) 　 [应考反思]本题来源于教材而又有所创新，如实验装置和操作的创新：小球离开斜槽做平抛运动落入直管中；实验原理的创新：小球落入直管，可确定出末速度的方向。 【例3】 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，木板上悬挂一条重垂线，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)悬挂重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 学科网（北京）股份有限公司 $