实验五　探究平抛运动的特点 课件 -2026届高考物理一轮复习

本高中物理高考复习课件聚焦“探究平抛运动的特点”实验，覆盖平抛运动轨迹验证、初速度计算等高考核心考点，依据高考评价体系梳理教材原型与创新拓展实验，分析近5年真题中轨迹方程应用（占比45%）、数据处理（占比35%）等高频考点，归纳出已知抛出点/两点坐标求初速度等常考题型，体现备考针对性。 课件特色在于高考真题深度融合与科学思维培养，精选2024河北卷、2025八省联考等真题，通过Δy=gT²求时间、y-x²图像斜率计算初速度等技巧，指导学生掌握逐差法、图像法等数据处理方法，如例3中利用拟合曲线方程对比平抛轨迹方程突破初速度计算，助力学生高效得分，为教师提供系统复习方案。

实验五　探究平抛运动的特点 第四章　曲线运动　万有引力与宇宙航行 原理装置图 实验操作 注意事项 使小球做平抛运动，利用描点法描绘出小球的运动轨迹，以抛出点为坐标原点，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式x=v0t和y=gt2，得v0=x。 1.按实验原理图甲安装实验装置，使斜槽末端水平。 2.以斜槽水平部分端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。 3.使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在该位置标记为一点。用同样的方法，在小球运动轨迹上描下若干点。 4.将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点，描绘出一条平滑的曲线，如实验原理图乙所示。 1.水平:斜槽末端的切线要水平。 2.竖直:木板必须处在竖直平面内。 3.原点:坐标原点为小球在槽口时，球心在木板上的投影点。 4.同一位置:小球每次都从槽中的同一位置由静止释放。 目录 数据 处理 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 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。 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。 2.计算平抛运动的初速度 (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， 根据x=v0t，y=gt2，就可求出初速度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=，则初速度v0==x。 目录 考点 1 考点二　创新拓展实验 考点一　教材原型实验 目录 4 例1 (2025·内蒙古呼和浩特高三联考)某兴趣小组利用斜槽和多个相同小球来研究平抛运动的特点，部分实验装置如图甲所示。 考点一　教材原型实验 主要实验步骤如下: ①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁，调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直); ②依次将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放; ③小球运动过程中，用手机对小球进行拍摄，选择满意的照片进行分析处理。某次实验所拍照片中同时出现了三个小球，如图乙所示。 目录 考点 (1)在该实验中，下列说法正确的是 ____________(填正确答案标号)。  A.斜槽末端切线水平 B.应选质量小、体积大的小球 C.图乙中的三个小球，小球A是最先释放的 D.小球尽可能从靠近斜槽的水平部分由静止释放 解析　因为本实验研究平抛运动，所以斜槽末端切线必须水平，故A正确;小球体积大不利于确定位置，受到的空气阻力也会更大，故B错误;题图乙中的三个小球，小球C是最先释放的，故C错误;释放小球时，小球若离斜槽的水平部分太近，则离开斜槽的速度太小，误差增大，故D错误。 答案　A　 目录 考点 (2)已知该方格纸每小格的边长为10 cm，当地重力加速度大小g=10 m/s2，忽略空气阻力，则小球做平抛运动的水平初速度v0=__________m/s，图中小球B所在位置到斜槽末端的水平距离x0=___________m(结果均保留2位有效数字)。  答案　2.0　0.50 解析　小球在水平方向做匀速直线运动，故在题图乙中，由小球A运动到小球B所在位置所用的时间和由小球B运动到小球C所在位置所用的时间相等，设小球A运动到小球B所在位置所用的时间为T，正方形小方格的边长L=10 cm，则在竖直方向上，有3L－2L=gT2，解得T=0.1 s，在水平方向上，有2L=v0T，解得v0=2.0 m/s，设在小球B所在位置的竖直分速度为vy，则有vy==2.5 m/s，由自由落体运动的速度公式有vy=gt，解得t=0.25 s，小球B所在位置到斜槽末端的水平距离为x0=v0t=0.50 m。 目录 考点 例2 [2024·河北卷，11(2)]图甲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，得到了如图乙所示的印迹，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_______________(选填“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)。  目录 考点 答案　①相同　②见解析图　③0.74 解析　①为保证钢球每次平抛运动的初速度相同，必须让钢球在斜槽上的相同高度由静止释放。 ②钢球做平抛运动的轨迹如图所示。 ③因为坐标原点对应平抛起点，为方便计算 在图线上找到纵坐标为19.6 cm的点为研究点 该点的坐标为(14.8 cm，19.6 cm) 将研究点的数据代入 y=gt2、v0= 解得v0≈0.74 m/s。 目录 考点 常见的创新实验类型 考点二　创新拓展实验 实验器 材创新 利用喷水法、频闪照相法、用传感器和计算机都可以描绘物体做平抛运动的轨迹 目录 考点 实验过 程创新 间隔相等距离后移挡板 数据处 理创新 用图像法进行数据处理 目录 考点 例3 (2025·八省联考山陕青宁卷，11)图(a)为研究平抛运动的实验装置，其中装置A、B固定在铁架台上，装置B装有接收器并与计算机连接。装有发射器的小球从装置A某高处沿着轨道向下运动，离开轨道时，装置B开始实时探测小球运动的位置变化。根据实验记录的数据由数表作图软件拟合出平抛运动曲线方程y=1.63x2+0.13x，如图(b)所示。 (1)安装并调节装置A时，必须保证轨道末端_____(选填“水平”或“光滑”)。  答案　水平 解析　安装并调节装置A时，必须保证轨道末端水平，以保证小球做平抛运动。 目录 考点 (2)根据拟合曲线方程，可知坐标原点_____抛出点(选填“在”或“不在”)。  答案　不在 解析　根据曲线方程y=1.63x2+0.13x可知抛物线的顶点横坐标为x=－ m≈ －0.04 m，可知坐标原点不在抛出点。 目录 考点 解析　设在坐标原点位置小球的水平速度为v0，竖直速度为v0y，根据x=v0t，y=v0yt+gt2，解得y=v0y+g=x2+x，对比y=1.63x2+0.13x，可得=1.63，解得v0≈1.7 m/s。 (3)根据拟合曲线方程，可计算出平抛运动的初速度为_______________m/s(当地重力加速度g取9.8 m/s2，计算结果保留2位有效数字)。  答案　1.7 目录 考点 例4 (2025·黑龙江大庆联考)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。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四个点。 现测得各点到O点的距离分别为5.0 cm、19.8 cm、44.6 cm、79.0 cm。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10 Hz，保留3位有效数字)。  目录 考点 答案　匀加速直线　9.85　 解析　依题意，可得OA=5.0 cm，AB=19.8 cm－5.0 cm=14.8 cm，BC=44.6 cm－19.8 cm=24.8 cm，CD=79.0 cm－44.6 cm=34.4 cm，可知AB－OA=9.8 cm，BC－AB=10.0 cm，CD－BC=9.6 cm，即在误差允许范围内满足AB－OA=BC－AB=CD－BC，故小球在竖直方向做匀加速直线运动;木板上相邻影子的时间间隔为T==0.1 s，由逐差法，可得a==9.85 m/s2。 目录 考点 (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'五个点。现测得各点到O'点的距离分别为19.6 cm、39.3 cm、59.1 cm、79.1 cm，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____________ m/s(保留3位有效数字)。  答案　匀速直线　1.98 解析　依题意，可得O'A'=19.6 cm，A'B'=39.3 cm－19.6 cm=19.7 cm，B'C'= 59.1 cm－39.3 cm=19.8 cm，C'D'=79.1 cm－59.1 cm=20.0 cm，可知在误差允许范围内满足O'A'=A'B'=B'C'=C'D'，故小球在水平方向做匀速直线运动，平抛初速度为v==1.98 m/s。 目录 考点 限时作业 2 目录 1.(2025·江苏涟水一中高三月考)在做“探究平抛运动的特点”的实验时: (1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线_______________。  (2)每次释放小球必须从斜槽__________________(选填“相同”或“不同”)位置必须由_______________释放。  (3)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，判断O点是否是抛出点:_______________(选填“是”或“否”)。  (4)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，确定其坐标，并在直角坐标系内绘出了y－x2图像，如图乙所示，则此小球平抛的初速度v0=_______________m/s(g=10 m/s2)。  07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 答案　(1)水平　(2)相同　静止　(3)是　 (4)0.5 解析　(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽， 使其末端的切线水平。 (2)每次释放小球必须从斜槽相同位置由静止 释放，以保证到达斜槽底端速度相同。 (3)因题图甲中给定的四个点中水平距离相等，可知时间相等，竖直距离之比为y1∶y2∶y3=1∶3∶5，可知O点是抛出点，故选填“是”。 (4)根据平抛运动规律，水平方向有x=v0t，竖直方向有y=gt2，联立解得y=x2，由图像可知= m－1=20 m－1，解得v0=0.5 m/s。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 2.(2025·人大附中高三月考)某同学用如图甲所示的仪器研究平抛运动的规律。 (1)该实验，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外， 下列器材中还需要的是____________。  A.刻度尺 　B.秒表 　　　C.坐标纸 D.天平 　E.弹簧测力计 　　　F.重垂线 (2)实验中，下列说法正确的是____________。  A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B.斜槽轨道必须光滑 C.挡板每次往下移动的距离必须相等 D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (3)在实验中，该同学只记录了A、B、C三点(A点不是抛出点)，各点的坐标如图乙所示，则小球运动的初速度为________ m/s，从抛出点运动到B点所需时间为_______ s(计算结果均保留2位有效数字，g取10 m/s2)。  答案　(1)ACF　(2)AD　(3)1.0　0.20 解析　(1)在做“探究平抛运动的特点”的实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要的器材是刻度尺、坐标纸、重垂线，坐标纸除能更准确确定位置外，还能读出某点坐标，重垂线的作用是确保坐标纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行，故选ACF。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (2)为了使小球平抛运动的初速度相同，小球需从斜槽上相同的位置自由滑下，斜槽轨道不需要光滑，故A正确，B错误;挡板每次向下移动的距离不一定相等，下移位置合适即可，故C错误;要画出轨 迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上多找到一些点，然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹，所以要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确;实验总是有误差的，不能用一条曲线把所有的点连接起来，应该将找到的点用平滑的曲线连接起来，有的点可能在平滑的曲线上，有的点也可能不在平滑的曲线上，故E错误。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (3)竖直方向有Δy=gT2，解得T== s=0.1 s，水平方向有x=v0T，解得小球运动的初速度v0== m/s=1.0 m/s，B点竖直分速度vBy= m/s=2 m/s，又vBy=gt，解得从抛出点运动到B点所需时间t== s=0.20 s。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 3.(2024·江苏盐城多校联考)“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。 (1)现有以下材质的小球，实验中A、B球应当选用_______________。  A.乒乓球 B.塑料球 C.钢球 (2)按顺序进行实验操作: ①将A、B球放置在实验装置甲上 ②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机 正对实验装置甲所在的位置 ③打开摄像机，开始摄像 ④敲击弹片，让A、B球同时开始运动 ⑤小球落在实验台上时停止摄像 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 其中步骤①中_________(选填“需要”“不需要”)将两球重心调整至同一水平线。  (3)实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是_____。  A.仅可判断A球竖直方向做自由落体运动 B.仅可判断A球水平方向做匀速直线运动 C.可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (4)测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k，重力加速度为g，则A球平抛的初速度表达式v0=_____________________。  (5)若A球从距实验台高度为0.8 m处水平飞出，摄像机每秒频闪20次，重力加速度g取10 m/s2，则最多可以得到A球在空中运动的_______________个位置。  07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 答案　(1)C　(2)需要　(3)C　(4)x0　(5)8 解析　(1)为了减小空气阻力的影响，实验中A、B球应当选用钢球，故C正确。 (2)为了保证A、B球运动的初位置高度相同，需要将两球重心调整至同一水平线。 (3)实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，题图乙为某次实验的频闪照片，从照片可以看出两球在竖直方向具有相同的运动情景，即A球竖直方向做自由落体运动;从照片可以看出A球在相同时间内通过的水平位移相等，则A球水平方向做匀速直线运动，故C正确。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (4)竖直方向有Δy=k(y2－y1)=gT2，可得T=，水平方向有kx0=v0T，联立可得A球平抛的初速度表达式v0=x0。 (5)根据h=gt2，可得t== s=0.4 s，摄像机每秒频闪20次，则频闪周期为T= s=0.05 s，则有==8，可知最多可以得到A球在空中运动的8个位置。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 4.(2025·浙江湖州模拟)某同学利用如图磁吸式装置探究平抛运动的规律。 (1)在调节轨道时，发现水平仪的状态如图甲所示，此时应将轨道的右端调____________(选填“高”或“低”)。  (2)进一步用手机的“慢动作”功能拍摄，并从视频中，每24帧选取一帧进行处理得到如图乙所示的抛体运动“频闪图片”，坐标板上最小一格实际长度为1 cm。由图乙可知该手机拍摄时的帧率最有可能是__________。  A.240帧/秒 　　B.480帧/秒 　　　C.960帧/秒 (3)结合(2)问的信息可求出小球的水平速度为____________ m/s(g=10 m/s2，计算结果保留2位有效数字)。  07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 答案　(1)低　(2)B　(3)1.1 解析　(1)水平仪右端有气泡，说明右端偏高，则应把右侧调低。 (3)小球在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，有Δh=gT2，x=v0T，其中Δh=0.03 m，x=0.06 m，解得初速度为v0≈1.1 m/s。 (2)坐标板上最小一格实际长度为1 cm，竖直高度约为40小格，竖直方向的自由落体 时间约为t=≈0.3 s，而每24帧选取一帧进行处理得到如题图所示的抛体运动“频闪图片”，共有7个小球的位置，则有6个时间间隔，故手机拍摄时的帧率约为×6 帧/秒=480 帧/秒，故B正确。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 5.(2025·湖南长沙联考)某同学设计了一个“测定平抛运动初速度”的家庭实验装置，如图所示。在水平桌面上固定一个斜面，把桌子搬到墙的附近，将白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上。每次改变墙壁和桌边之间的距离，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.每次应使钢球从同一位置由静止释放 C.使斜面的底边ab与桌边重合 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (2)在钢球离开桌面的位置固定一点光源，小球离开桌边打到墙壁的运动过程中，钢球在墙面上的影子的运动应是____________。  A.自由落体运动 B.变加速直线运动 C.匀速直线运动 (3)实验小组每次将桌子向远离墙的方向平移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。重力加速度g=10 m/s2，钢球平抛的初速度为____________ m/s(结果保留2位有效数字)。  07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 答案　(1)AB　(2)C　(3)2.0 解析　(1)为了使钢球离开桌面做平抛运动，实验时应保持桌面水平，故A正确;为了使钢球做平抛运动的初速度相同，每次应使钢球从同一位置由静止释放，故B正确;若ab边与桌边重合，则钢球在空中做的可能不是平抛运动，故C错误。 (2)钢球的水平位移x=v0t，竖直位移y=gt2，设桌边到墙壁的距离为L，影子竖直向下运动的位移为y'，由相似三角形得=，解得y'=t，因此墙面上影子的运动为匀速直线运动，故C正确。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (3)钢球在水平方向做匀速直线运动，每次向右移动0.2 m，钢球做平抛运动的时间均匀增大;竖直方向上，钢球做自由落体运动，有Δy=gT2，得T=0.1 s，所以钢球平抛的初速度v==2.0 m/s。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 6.(2025·贵州名校联考)做平抛运动的物体的运动规律可以用如图甲所示的实验进行探究，小球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动。两束光分别沿着水平方向和竖直方向照射小球，在水平方向和竖直方向分别用两台频闪相机同时记录小球的位置，如图乙、丙所示。重力加速度g=10 m/s2。 (1)频闪相机的曝光频率为____________Hz。  (2)平抛运动的水平初速度为____________m/s。  07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 答案　(1)25　(2)0.8 解析　(1)由题图乙可知，频闪周期内水平方向分位移x=3.2 cm，竖直方向分位移y1=2.4 cm，y2=4.0 cm，则y2－y1=gT2，解得T==0.04 s，所以f==25 Hz。 (2)小球初速度v0==0.8 m/s。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 7.(2025·河北石家庄二中月考)频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，在暗室里，照相机每隔一定时间曝一次光，在胶片上记录物体在闪光时刻的位置。如图甲，是某实验小组探究平抛运动规律的实验装置，分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处各安装一个频闪相机，调整相机快门，设定相机曝光时间间隔为0.1 s。将小球从斜槽上某一位置自由释放，并启动相机，得到如图乙所示的频闪照片，O为抛出点，P为小球运动轨迹上的一个位置。通过测量和换算得知，图乙(a)中OP对应的实际距离为105 cm，(b)中OP对应的实际距离为122 cm。请回答下面问题: (1)A处摄像头所拍摄的频闪照片为乙图中的____________[选填“(a)”或“(b)”]。  07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 (2)通过对频闪照片(a)的测量发现，(a)中小球相邻位置间距离几乎是等距的，则小球水平抛出的初速度v0=____________m/s(结果保留2位有效数字)。  (3)通过对频闪照片(b)的测量发现，(b)中小球相邻两位置间的距离几乎是均匀增大的，则当地重力加速度g=____________m/s2(结果保留3位有效数字)。  (4)小球在P点的速度方向与水平方向间夹角的正切值为____________(结果保留3位有效数字)。  07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 答案　(1)(a)　(2)2.1　(3)9.76　(4)2.32 解析　(1)A处相机每隔一定时间拍摄小球水平方向的位置，平抛运动水平方向不受力，做匀速直线运动，故题图乙中，A处相机所拍摄的频闪照片为(a)。 (2)由平抛运动规律可得v0== m/s=2.1 m/s。 (3)根据y=gt2=122 cm，解得g=9.76 m/s2。 (4)P点竖直方向速度为vy=gt=9.76×0.1×5 m/s=4.88 m/s，则小球在P点的速度方向与水平方向间夹角的正切值为tan θ==2.32。 07 01 02 03 04 05 06 目录 限时作业 $