第4章 实验五 探究平抛运动的特点(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中物理高考复习课件聚焦“探究平抛运动的特点”专题，依据高考评价体系梳理了运动分解（水平匀速、竖直自由落体）、数据处理（轨迹分析、初速度计算）、误差分析等核心考点，通过广东专版典例及模拟题分析，明确实验操作规范（斜槽水平、同一位置释放）和数据处理题型的高频考查方向，构建了系统的备考框架。 课件亮点在于“实验梳理-典例研析-课时测评”的三阶复习模式，结合2025年广东六校调研等模拟题，强化科学探究（实验操作与误差分析）和科学思维（轨迹模型建构、Δy=gT²推理），如通过三点法求初速度的技巧解析，帮助学生掌握答题关键步骤，教师可依托此课件实现考点精准突破，提升复习效率。

实验五　探究平抛运动的特点 高三一轮复习讲义 广东专版 第四章 曲线运动 课时测评 内容索引 实验梳理 典例研析 实验梳理 返回 原理装置 操作要求 将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，通过轨迹分析或对比实验验证其运动规律 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，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。 3.描绘轨迹：小球在斜槽的同一位置由静止滚下，从斜槽末端飞出，落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，会在白纸上留下印迹。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。 数据处理 计算平抛运动初速度两种情况 1.轨迹从抛出点(原点)开始 测出轨迹上任意一点到原点的水平位移x及竖直位移y，根据x＝v0t，y＝gt2，可得初速度v0＝x。 2.轨迹不从抛出点(原点)开始 如图乙所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间与B、C间的 水平距离相等。A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则hBC－ hAB＝gt2，x＝v0t，联立可得初速度 v0＝x 注意事项 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”：坐标原点为处于斜槽水平部分末端的小球球心在白纸上的投影点。 4.“同一位置”：小球每次都从斜槽的同一位置由静止释放 误差分析 1.斜槽末端没有调节成水平状态，导致平抛运动初速度未沿水平方向。 2.坐标原点不够精确。 3.空气阻力的存在，使小球的轨迹不是真正的平抛运动轨迹 返回 典例研析 返回 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。 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。 例1 类型一　教材原型实验 (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 A 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，将会导致实验误差增大，故D错误。 (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，图乙中小球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) 2.0 0.50 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，设其为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，由自由落体运动的公式有vy＝gt，解得t＝0.25 s，则小球B所在位置到斜槽末端的水平距离为x0＝v0t＝0.50 m。 (2025·广东省六校调研)两位同学采 用不同的实验方案进行“探究平抛运动规 律”的实验。重力加速度g取10 m/s2。 (1)甲同学采用图1所示的装置。用小锤击 打弹性金属片，金属片把a球沿水平方向 弹出，同时b球被松开自由下落，观察到两球同时落地。多次改变装置的高度，同时改变小锤打击的力度，两球仍然同时落地，这说明________。 A．a球竖直方向的分运动是自由落体运动 B．a球水平方向的分运动是匀速直线运动 C．a球运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 例2 A 无论水平速度是多少，两个小球均同时落地，说明平抛运动竖直方向上是自由落体运动，A正确，B、C错误。 (2)乙同学采用图2所示的装置。通过描点在坐标纸上记录下小球平抛运动中的三个位置A、B、C，但没有记录起点位置，如图3所示。已知坐标纸每小格的边长为5.0 cm，不计空气阻力，则时间间隔Δt＝________s，初速度v0＝________m/s。(结果均保留2位有效数字) 0.10 在竖直方向上，根据Δy＝g(Δt)2，解得Δt＝＝0.10 s，小球做平抛运动的初速度v0＝＝2.0 m/s。 2.0 (3)如图3建立平面直角坐标系，则小球抛出点的位置坐标x＝________cm，y＝________cm。(结果均保留1位小数) －20.0 B点竖直方向上的分速度vBy＝＝2.0 m/s，则小球从初始位置运动到B点的时间tB＝＝0.2 s，小球从初始位置运动到B点的水平位移xB＝v0tB＝0.40 m，竖直位移yB＝＝0.20 m，所以平抛运动的初位置的横坐标x＝(0.20－0.40)m＝－0.2 m＝－20.0 cm，纵坐标y＝(0.15－0.20)m＝－0.05 m＝－5.0 cm。 －5.0 (4)若实验中把轨道末端记为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立平面直角坐标系。记录小球平抛过程中的位置，将各位置用一条过原点的平滑曲线连接，测得曲线上某点坐标为(x0，y0)，根据该坐标值得到平抛运动的初速度，则该测量值和真实值相比________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。 偏大 小球平抛运动的抛出点应该在轨道末端上方距离为r(小球的半径)处，用v0＝x0 计算初速度时，y0取值偏小，故初速度测量值偏大。 某同学学习了平抛运动知识后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。该同学准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸，在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为 0.2 m。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。已知重力加速度g＝10 m/s2。 例3 类型二　拓展创新实验 (1)下列实验步骤必要的是__________。 A.在安装时，必须确保弹射器水平放置 B.为了减小实验误差，应选用体积小、密度大的弹丸 C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸 D.第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离 ABC 要保证每次弹丸都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，故A符合题意；为了减小实验误差，应选用体积小、密度大的弹丸，故B符合题意；为保证弹丸的初速度相同，每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸，故C符合题意；由实验原理可知，第一次实验时，不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，故D不符合题意。 (2)根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为__________m/s，弹丸打到C点时的速度大小为__________m/s。(所有计算结果均保留2位有效数字) 2.0 2.8 由竖直方向上做自由落体运动，可知yBC－yAB＝gT2 解得点迹间的时间间隔为T＝＝ s＝0.1 s 弹丸离开弹射器的速度大小为 v0＝＝ m/s＝2.0 m/s 弹丸刚要打到C点的大小为 vCy＝＝ m/s＝2.0 m/s 弹丸打到C点时的速度大小为vC＝≈2.8 m/s。 (2026·江苏盐城模拟)某同学利用图甲所示装置测量当地重力加速度，在斜槽轨道的末端b处安装一个光电门，调节激光束与球心等高，实验中，让小球从斜槽上某位置a处无初速度释放，用手机拍摄小球做平抛运动的视频，得到分帧照片如图乙所示(相邻两帧之间的时间间隔相等)。 例4 (1)关于本实验，下列说法正确的是　　。 A.斜槽轨道应尽量光滑 B.斜槽轨道末段需调校水平 C.实验时应先让小球抛出， 再打开手机摄像功能 B 本实验要保证小球在空中做平抛运动，故斜槽轨道末段需调校水平，斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故A错误，B正确；实验时应先打开手机摄像功能，再让小球抛出，故C错误。 (2)该同学用游标卡尺测得小球的直径如图丙所示，则小球的直径d＝ cm。 1.450 小球的直径 d＝14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm＝1.450 cm。 (3)在图乙中选取三个连续的小球位置A、B、C，测得AB、BC间实际水平距离均为x，AB、BC间实际高度差分别为h1、h2，另测得小球通过光电门的遮光时间为t，则小球从轨道末端抛 出的速度v＝____，当地重力加速度g＝____________。(用所给物理量符号表示) 根据光电门测速原理可得小球从轨道末端抛出的速度v＝。 小球在水平方向做匀速运动，由测得AB、BC间实际水平距离均为x，可知相邻两帧之间的时间间隔Δt＝＝，小球在竖直方向做自由落体运动，由AB、BC间实际高度差分别为h1、h2，可得h2－h1＝g(Δt)2，解得重力加速度g＝。 (4)该同学在分帧照片中，以某位置为坐标原点，沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系xOy，并测量出两个位置的坐标值，如图丁所示，若y轴与竖直方向存在一偏角，则该同学_____(选填“能”或“不能”)正确求出重力加速度，理由是__________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 能 变速直线运动，可沿x轴与y轴，分别根据Δx＝gx(Δt)2，Δy＝gy(Δt)2，计算出重力加速度沿x轴与y轴分量gx、gy，利用运动的合成可求出g，则 该同学能正确求出重力加速度 若y轴与竖直方向存在一偏角，则小球沿x轴与y轴均做匀 课 时 测 评 返回 1．(10分) (2026·广东肇庆模拟预测)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。(g取10 m/s2，结果均保留2位有效数字) (1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________________。 初速度相同 2 3 4 5 1 每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。 2 3 4 5 1 (2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则小球 平抛的初速度为__________m/s。 1.6 分析题图乙，O点为拋出点，取坐标点 x＝32.00 cm＝0.32 m y＝19.6 cm＝0.196 m 在竖直方向上有y＝gt2 在水平方向上有x＝v0t 联立解得小球平抛的初速度v0≈1.6 m/s。 2 3 4 5 1 (3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长L＝5 cm，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图丙，则该球做平抛运动的初速度为__________m/s，B点的竖直分速度为__________m/s。 2.0 1.5 分析题图丙知L＝5 cm＝0.05 m，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为Δx＝3L，运动时间间隔T相等，在竖直方向，位移差Δy＝2L 由匀变速直线运动的推论Δy＝gT2 可得T＝＝0.1 s 初速度为v0′＝＝1.5 m/s 根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知在B点的竖直分速度为vBy＝＝2.0 m/s。 2 3 4 5 1 2．(10分)为了探究做平抛运动的物体在竖直方向的 运动规律，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 用一束水平平行光照射小球，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点。现测得各点到O点的距离分别为5.0 cm、19.8 cm、44.0 cm、78.6 cm。试根据影子的运动情况讨论小球在竖直方向上的运动情况。(已知照相机的闪光频率为10 Hz)__________________________________________________________________________________________________。 2 3 4 5 1 小球运动过程中在木板上留下的影子反映了 小球在竖直方向的运动情况，照相机的闪光 周期T＝ s＝0.1 s，根据逐差法可得，影子 运动的加速度大小为a＝ m/s2 ＝9.75 m/s2，加速度约等于重力加速度，可见，小球在竖直方向的运动为自由落体运动。 2 3 4 5 1 (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′点。现测得各点到O′点的距离分别为19.6 cm、39.8 cm、60.2 cm、79.6 cm，试根据影子的运动情况讨论小球在水平方向上的运动情况。________________。 2 3 4 5 1 小球在地面上留下的影子的运动情况反映了小球在 水平方向的运动情况。各点到O′点的距离即小球在 对应时间内在水平方向上的位移，可以作出水平位 移—时间图像来判断小球在水平方向的运动情况， 水平位移—时间图像如图所示，由图像可以看出， 小球水平位移—时间图线为一条经过原点的直线，说明位移随时间均匀变化，即影子的运动为匀速直线运动，也就说明小球在水平方向的运动为匀速直线运动。 2 3 4 5 1 3.(10分)(2026·贵州贵阳模拟)某实验小组用如图(a)所示的装置探究平抛运动。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。小钢球沿斜槽轨道PQ滚下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下移动挡板，重新释放钢球，如此重复，坐标纸上将留下一系列痕迹点。 (1)为了完成该实验，下列操作中不必要的是____。 A.斜槽必须尽可能光滑 B.必须保持斜槽末端水平 C.必须用铅垂线检查硬板和坐标纸上的竖线是否竖直 D.小球每次必须从斜槽上同一位置自由滚下 E.挡板MN每次上下移动的距离必须相等 AE 2 3 4 5 1 为了保证小球每一次抛出时的速度大小相等，需要小球每次必须从斜槽上同一位置自由滚下，轨道不需要光滑，故A符合题意，D不符合题意；为了保证小球做平抛运动，必须保持斜槽末端水平，故B不符合题意；为了保证轨迹是抛物线，必须用铅垂线检查硬板和坐标纸上的竖线是否竖直，故C不符合题意；挡板MN每次上下移动的距离不需要相等，故E符合题意。 2 3 4 5 1 (2)通过规范的实验操作，实验小组得到一条平抛运动的轨迹，如图(b)，A、B、C是轨迹上的三点。已知坐标纸中小方格的边长为L，当地重力加速度为g。由图： ①可以判断图中A点______________(选填“一定是”“可能是”或“一定不是”)抛出点。 一定不是 若A点是抛出点，则AB和BC竖直方向的位移比为1∶3，由题图(b)可知AB和BC竖直方向的位移比为3∶5，可知题图(b)中A点一定不是抛 出点。 2 3 4 5 1 ②可以求得小钢球平抛的初速度大小为__________。(用L和g表示) 2 由题图(b)可知，从A到B和从B到C时间相等，竖直方向有Δy＝2L＝gt2，水平方向有4L＝v0t，联立可得v0＝2。 2 3 4 5 1 4.(10分)利用如图甲装置探究平抛运动特点，其斜槽位置固定，固定坐标纸的背板处于竖直面内，在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹，多次释放钢球，改变倾斜挡板的位置，得到印迹，已知重力加速度为g，忽略钢球的大小。 2 3 4 5 1 (1)用图甲装置进行实验，下列说法正确的是______。 A.斜槽轨道末端必须水平 B.多次释放钢球时，需改变钢球在斜槽上的释放高度 C.上下调节倾斜挡板时必须每次等间距移动 A 为了保证钢球做平抛运动，需要斜槽末端水平，A正确；多次释放钢球，需要保证钢球做平抛的初速度相同，故必须在同一高度由静止释放，B错误；上下调节倾斜挡板时不必每次等间距移动，C错误。 2 3 4 5 1 (2)用图甲装置进行实验，实验时将挡板依次放在图中1、2、3的位置，钢球从抛出点到落点的竖直位移依次是y1、y2、y3，相邻两个落点间的水平位移均为x， 钢球做平抛运动的初速度大小v0＝____________。(用题中所给已知量表示) x 钢球做平抛运动，则水平方向上有x＝v0t，竖直方向上有Δy＝gt2，其中Δy＝－，代入可得钢球做平抛运动的初速度大小为v0＝x。 2 3 4 5 1 做平抛运动的初速度大小v0'＝__________。(用题中所给已知量表示) (3)另外一组同学用图乙装置进行实验，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。实验开始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，将挡板水平向右移动x，挡板上留下点迹1，以点迹0为坐标原点，以竖直向下为正方向建立坐标轴y，点迹1的坐标值为y4。钢球 x 钢球做平抛，点迹0为钢球抛出点位置，则y4＝gt2，x＝v0't 联立可得v0'＝x。 2 3 4 5 1 5．(10分)(2026·广东梅州期末)图甲为某种瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量(单位时间流出水的体积)。实验方案如下： (1)利用游标卡尺测量取水器出水管内径d， 如图乙所示，读数为________mm。 5.5 2 3 4 5 1 根据游标卡尺的读数规律，该读数为5 mm＋5×0.1 mm＝5.5 mm。 2 3 4 5 1 (2)调节取水器管口方向，使取水器启动后，水从管口水平射出。 (3)待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后 方放置的白底方格板(已知每个正方格的边长为L)，并利用手机正对水柱拍摄照片，如图丙所示。 (4)已知当地重力加速度为g，根据图丙可以计算出水从O点运动到P点所需要的时间为 ____________(用L、g表示)。 (5)已知流量的决定式为Q＝Sv(其中S为水流的横截面积， v为管口水流的速度大小)。由上述信息可得出水流的横截 面积S＝πd2，管口水流的速度大小v为____________(用L、 g表示)，由此可以测量出取水器取水时的流量。 2 3 4 5 1 (4)(5)根据平抛运动规律有8L＝vt，5L＝gt2，解得t＝ 返回 2 3 4 5 1 谢 谢 观 看 实验五　探究平抛运动的特点 $