第五章 专题强化 实验：探究平抛运动的特点（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一物理必修第二册教师用书（人教版 苏京）

DIWUZHANG 第五章 专题强化　实验：探究平 抛运动的特点 1 对一对 答案 题号 1 答案 (1)相同　(2)见解析图　(3)0.70(0.68、0.69、0.71、0.72均可) 题号 2 3 答案 (1)D　(2)①相等　②　③ (1)1.0　2.0　(2)9.7 题号 4 5 答案 (1)1　(2)(-10 cm，-5 cm) (1)B　(2)C　(3)D 1 2 3 4 5 2 1.(2024·河北卷)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。 答案 1 2 3 4 5 (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”)。  相同 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同一位置静止释放，故释放钢球时高度相同。 答案 1 2 3 4 5 (2)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。 答案　见解析图 答案 1 2 3 4 5 描点连线用平滑曲线连接，钢球做平抛运动的轨迹如图所示 答案 1 2 3 4 5 (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)。  0.70(0.68、0.69、0.71、0.72均可) 答案 1 2 3 4 5 因为抛出点在坐标原点，为方便计算， 在图线上找到较远的点，在图线上找 到y坐标为20.0 cm的点为研究位置， 该点坐标为， 根据平抛运动规律x=v0t，y=gt2 解得v0≈0.70 m/s。 答案 1 2 3 4 5 2.(2023·无锡市高一期末)某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。 (1)下列实验操作不合理的有　　。  A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观 　察A、B两球是否同时落地 B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可 　用铅垂线检查背板是否竖直 C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明 　斜槽末端水平 D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不 　同位置静止释放钢球 D 答案 1 2 3 4 5 用题图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地，若同时落地，说明两球在竖直方向的分运动相同，选项A合理； 题图乙装置中的背板必须处于竖直面内， 固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，选项B合理； 若将小球放在题图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平，选项C合理； 答案 1 2 3 4 5 用题图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，必须让小球从斜槽上相同位置由静止释放，从而保证小球做平抛运动的初速度相同，选项D不合理。 答案 1 2 3 4 5 (2)该小组利用图乙装置，记录了钢球经过的A、B、C三个位置，如图丙所示。图中每个方格的边长为L，重力加速度为g。 ①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间____ (选填“相等”或“不相等”)；  相等 钢球从A运动到B和从B运动到C的水平位移相等，则时间相等； 答案 1 2 3 4 5 ②钢球从A运动到B的时间为　　　　(用L、g表示)；  根据Δy=2L=gT2 解得钢球从A运动到B的时间为 T= 答案 1 2 3 4 5 ③钢球做平抛运动的初速度为　　　　(用L、g表示)。  钢球做平抛运动的初速度为 v0==。 答案 1 2 3 4 5 3.(2021·全国乙卷)某同学利用图(a)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(b)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(b)中标出。 答案 1 2 3 4 5 完成下列填空：(结果均保留2位有效数字) (1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为　　m/s，竖直分量大小为　 m/s；  1.0 2.0 答案 1 2 3 4 5 小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动， 因此速度的水平分量大小为v0== m/s=1.0 m/s 竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线 运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移 的平均速度，因此小球在A点速度的竖直分量 大小为 vy= cm/s≈2.0 m/s。 答案 1 2 3 4 5 (2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为　　　 m/s2。  9.7 由竖直方向为自由落体运动，可得 g= 代入数据可得g=9.7 m/s2。 答案 1 2 3 4 5 4.在“探究平抛运动的特点”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三个点A、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立平面直角坐标系，各点的坐标值已在图中标出。求：(g=10 m/s2) (1)小球做平抛运动的初速度为　　 m/s；  1 答案 1 2 3 4 5 由题图可知A、B、C三点相邻两点间水平距离相等， 则相邻两点间的时间间隔相同，均设为T， 根据运动学公式Δy=yBC-yAB=gT2=0.1 m， 解得T=0.1 s， 所以小球做平抛运动的初速度为v0==1 m/s。 答案 1 2 3 4 5 (2)小球做平抛运动的初始位置坐标为　　　　　　　　。  (-10 cm，-5 cm) 答案 1 2 3 4 5 由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动， 小球在B点的竖直分速度大小等于在AC段竖直方向平均速度的大小。 vBy= m/s=2 m/s 设小球从抛出点O到B点历时为tOB， 有tOB== s=0.2 s 小球从抛出点O到A点历时 tOA=tOB-T=0.1 s 因此xOA=v0tOA 答案 1 2 3 4 5 代入数据解得xOA=10 cm， yOA=g 代入数据解得yOA=5 cm 故O点坐标值为(-10 cm，-5 cm)。 答案 1 2 3 4 5 5.(2023·浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中 答案 1 2 3 4 5 (1)用图甲装置进行探究，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 B 用如题图甲所示的实验装置，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，故A、C错误； 在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B正确。 答案 1 2 3 4 5 (2)用图乙装置进行实验，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 C 为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了保证小球抛出时速度相等，每一次小球需要从斜槽M上同一位置静止释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确； 上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。 答案 1 2 3 4 5 (3)用图丙装置进行实验，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。重力加速度为g。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0为　　。  A.(x+ B.(x+ C.(3x- D.(4x- D 答案 1 2 3 4 5 竖直方向，根据y1=g 水平方向x-=v0t1 联立可得v0=(x- 故A错误； 竖直方向：y1=g，y2=g 水平方向：x-=v0t1，2x-=v0t2 联立可得v0= 故B错误； 答案 1 2 3 4 5 竖直方向根据y4=g 水平方向4x-=v0t4 联立可得v0=(4x- 故D正确，C错误。 答案 1 2 3 4 5 $ 专题强化　实验：探究平抛运动的特点　[分值：60分] 1、3、5题每题12分，2题16分，4题8分，共60分 1.(12分)(2024·河北卷)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)(4分)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)(4分)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。 (3)(4分)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)。  答案　(1)相同　(2)见解析图　(3)0.70(0.68、0.69、0.71、0.72均可) 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同一位置静止释放，故释放钢球时高度相同。 (2)描点连线用平滑曲线连接，钢球做平抛运动的轨迹如图所示 (3)因为抛出点在坐标原点，为方便计算， 在图线上找到较远的点，在图线上找到y坐标为20.0 cm的点为研究位置， 该点坐标为， 根据平抛运动规律x=v0t，y=gt2 解得v0≈0.70 m/s。 2.(16分)(2023·无锡市高一期末)某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。 (1)(4分)下列实验操作不合理的有　　　　。  A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地 B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直 C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平 D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球 (2)(12分)该小组利用图乙装置，记录了钢球经过的A、B、C三个位置，如图丙所示。图中每个方格的边长为L，重力加速度为g。 ①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间　　　　(选填“相等”或“不相等”)；  ②钢球从A运动到B的时间为　　　　(用L、g表示)；  ③钢球做平抛运动的初速度为　　　　(用L、g表示)。  答案　(1)D　(2)①相等　②　③ 解析　(1)用题图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地，若同时落地，说明两球在竖直方向的分运动相同，选项A合理； 题图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，选项B合理； 若将小球放在题图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平，选项C合理； 用题图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，必须让小球从斜槽上相同位置由静止释放，从而保证小球做平抛运动的初速度相同，选项D不合理。 (2)①钢球从A运动到B和从B运动到C的水平位移相等，则时间相等； ②根据Δy=2L=gT2 解得钢球从A运动到B的时间为 T= ③钢球做平抛运动的初速度为 v0==。 3.(12分)(2021·全国乙卷)某同学利用图(a)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(b)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(b)中标出。 完成下列填空：(结果均保留2位有效数字) (1)(8分)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为　　　　　　m/s，竖直分量大小为　　　　m/s；  (2)(4分)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为　　　　 m/s2。  答案　(1)1.0　2.0　(2)9.7 解析　(1)小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，因此速度的水平分量大小为v0== m/s=1.0 m/s 竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，因此小球在A点速度的竖直分量大小为 vy= cm/s≈2.0 m/s。 (2)由竖直方向为自由落体运动，可得 g= 代入数据可得g=9.7 m/s2。 4.(8分)在“探究平抛运动的特点”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三个点A、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立平面直角坐标系，各点的坐标值已在图中标出。求：(g=10 m/s2) (1)(4分)小球做平抛运动的初速度为　　　　　　 m/s；  (2)(4分)小球做平抛运动的初始位置坐标为　　　　　　　　。  答案　(1)1　(2)(-10 cm，-5 cm) 解析　(1)由题图可知A、B、C三点相邻两点间水平距离相等， 则相邻两点间的时间间隔相同，均设为T， 根据运动学公式Δy=yBC-yAB=gT2=0.1 m， 解得T=0.1 s， 所以小球做平抛运动的初速度为v0==1 m/s。 (2)由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动， 小球在B点的竖直分速度大小等于在AC段竖直方向平均速度的大小。 vBy= m/s=2 m/s 设小球从抛出点O到B点历时为tOB， 有tOB== s=0.2 s 小球从抛出点O到A点历时 tOA=tOB-T=0.1 s 因此xOA=v0tOA 代入数据解得xOA=10 cm， yOA=g 代入数据解得yOA=5 cm 故O点坐标值为(-10 cm，-5 cm)。 5.(12分)(2023·浙江6月选考)在“探究平抛运动的特点”实验中 (1)(4分)用图甲装置进行探究，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)(4分)用图乙装置进行实验，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)(4分)用图丙装置进行实验，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。重力加速度为g。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0为　　　　。  A.(x+ B.(x+ C.(3x- D.(4x- 答案　(1)B　(2)C　(3)D 解析　(1)用如题图甲所示的实验装置，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，故A、C错误；在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B正确。 (2)为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了保证小球抛出时速度相等，每一次小球需要从斜槽M上同一位置静止释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确；上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。 (3)竖直方向，根据y1=g 水平方向x-=v0t1 联立可得v0=(x- 故A错误； 竖直方向：y1=g，y2=g 水平方向：x-=v0t1，2x-=v0t2 联立可得v0= 故B错误； 竖直方向根据y4=g 水平方向4x-=v0t4 联立可得v0=(4x- 故D正确，C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $