实验5 探究平抛运动的特点 实验6 探究向心力大小的表达式(课时跟踪检测)-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习学用Word（提升版）

**基本信息** 聚焦平抛运动和向心力实验，精选5道各地模拟及高考真题，融合传统与创新实验方案，强化实验操作、数据处理及科学思维，适配一轮复习巩固实验能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |实验题|5题|平抛运动规律、向心力公式、实验操作、数据处理|传统与创新方案结合（描迹法/传感器），问题层次分明（基础操作/综合计算），来源真题及模拟题|

实验5　探究平抛运动的特点 实验6　探究向心力大小的表达式 1.（1）AC　2　5L　0.98　（2） 解析：（1）①为保证小球初速度水平，斜槽轨道末端应保持水平，故A正确；小球与轨道之间的摩擦对实验结果无影响，故B错误；为保证小球初速度相等，每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放，故C正确；挡板高度无需等间距下降，故D错误。 ②由图可知＝，根据水平方向做匀速直线运动可知x＝v0t，则＝2，根据水平方向做匀速直线运动可知相邻两点的水平距离相等，竖直方向满足Δy＝ycd－ybd＝ybd－yab，设d点的纵坐标为yd，则8L－yd－（yd－3L）＝（yd－3L）－L，解得yd＝5L。竖直方向有Δy＝gT2，水平方向有v0＝，解得v0＝0.98 m/s。 （2）设经过时间t，小球水平位移x＝v0t 竖直位移y＝gt2 则＝ 所以h＝d＝t 根据h-t图像可知 h＝kt 则k＝ 解得v0＝。 2.（1）水平　（2）不在　（3）1.7 解析：（1）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。 （2）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。 （3）设在坐标原点位置小球的水平速度为v0，竖直速度为v0y，则根据x＝v0t，y＝v0yt＋gt2，解得y＝＋g＝x2＋x，对比y＝1.63x2＋0.13x，可得＝1.63，解得v0≈1.7 m/s。 3.（1）B　（2）BD　（3）1.5（1.6或1.7均可）　受空气阻力 解析：（1）为减小空气阻力对平抛运动的影响，物体应选择体积小、密度大的材质。钢球密度大、体积小，空气阻力相对重力可忽略，故选B。 （2）设A点坐标为（x，y），由几何关系可得A＝x2＋，A＝x2＋（OB2－y）2 由题意可知，AB1、AB2、OB1、OB2均已知，联立可解得x、y，即可确定物体A的位置坐标，B正确；由平抛运动规律可得x＝v0t，y＝gt2，由于重力加速度g未知，故无法求得运动时间t及初速度v0，A、C错误；由速度偏角公式可得tan α＝＝，由位移偏角公式可得tan β＝＝，对比可得tan α＝2tan β＝，故可确定物体A此时的速度方向，D正确。 （3）数据的采集频率为25 Hz，时间间隔为T＝0.04 s，水平方向为匀速直线运动，图中相邻两个时间间隔内的水平位移为0.12 m，则初速度v0＝＝1.5 m/s，该实验测得当地的重力加速度偏小，原因可能是物体受空气阻力，竖直方向加速度小于g。 4.（1）1　（2）16.2　（3）　6.1×10－3 解析：（1）圆盘转动的周期T＝＝6.28 s，根据圆周运动知识可得ω＝＝1 rad/s。 （2）根据游标卡尺的读数规则可知d＝16 mm＋2×0.1 mm＝16.2 mm。 （3）根据圆周运动知识可得F＝mω2r，又r＝，则F＝，代入数据解得F＝6.1×10－3 N。 5.（1）　　（2） 解析：（1）遮光片的线速度大小为v＝，根据线速度与角速度公式可知ω＝＝。 （2）根据图像可知ω＝ω0时，F＝0，此时有μmg＝mr，解得μ＝。 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验5　探究平抛运动的特点 实验6　探究向心力大小的表达式 1.（2025·云南昆明一模）实验小组根据平抛运动的规律，设计不同实验方案测量小球做平抛运动的初速度大小。 （1）他们利用如图甲所示的实验装置，用“描迹法”测量小球做平抛运动的初速度大小。 ①关于该实验，下列说法正确的是　　　　。 A.斜槽轨道末端应保持水平 B.应想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦 C.每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放 D.实验时，必须控制挡板高度等间距下降 ②该小组正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中a、b、c所示，建立如图乙所示的平面直角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a（2L，2L）、b（4L，3L）、c（8L，8L）。小球从a点到b点所用时间为t1，b点到c点所用时间为t2，则＝　　　　　　；在小球轨迹上取一个点d（图中未画出），使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的纵坐标为　　　　。 ③若L＝2.45 cm，当地重力加速度的大小为9.8 m/s2，则小球做平抛运动的初速度大小为v0＝　　　m/s（计算结果保留2位有效数字）。 （2）该实验小组又设计一个新的方案，如图丙所示。O点处有一点光源，O点正前方d处竖直放置一块毛玻璃，将小球从O点垂直毛玻璃水平抛出，在毛玻璃后方观察到小球在毛玻璃上的投影点P，利用频闪相机记录小球在毛玻璃上的投影点P的位置。可得到P沿毛玻璃下降的高度h随小球运动时间t变化的关系如图丁所示，若该图像斜率为k，重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度大小为　　　　（用k、d和g表示）。 2.（2026·陕西西安模拟）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”）。 （2）根据拟合曲线方程，可知坐标原点　　　　　抛出点（选填“在”或“不在”）。 （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，计算结保留两位有效数字）。 3.（2025·湖南邵阳三模）利用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。某实验小组利用其来探究平抛运动的特点，设计原理图如图甲所示，物体A从O点水平抛出做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它运动的平面内安放着超声—红外接收装置B。B盒装有B1、B2两个超声—红外接收器（处于O点正下方），并与计算机相连。B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，进而确定物体A的位置，通过计算机可以即时给出A的坐标。试回答下列问题： 　 （1）为了使计算机描出的物体做平抛运动轨迹更加准确，物体A应挑选　　　　。 A.体积大的木球 B.体积小的钢球 C.体积小的木球 （2）如图甲所示，某实验小组让物体A在图示位置同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，以抛出点O为坐标原点建立坐标系，若还测出了O点到B1、B2的距离，重力加速度未知，则由题中条件可以求出　　　　。 A.物体A的初速度 B.物体A的位置坐标 C.物体A的运动时间 D.物体A此时的速度方向 （3）以物体A的初速度方向为x轴方向，竖直向下的方向为y轴方向，在某次实验中计算机描出的平抛运动的轨迹如图乙所示，数据的采集频率为25 Hz。由图乙所示的轨迹图线分析可知，物体A平抛的初速度大小为　　　　　m/s（结果保留2位有效数字）；该实验测得当地的重力加速度偏小，可能的原因是　　　　　　　　　　　　。 4.（2024·海南高考14题节选）水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图（a）所示，图（b）为俯视图，测得圆盘直径D＝42.02 cm，小圆柱体质量m＝30.0 g，圆盘绕过盘心O的竖直轴匀速圆周转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。 为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤： （1）用秒表测量出圆盘转动10周所用的时间t＝62.8 s，则圆盘转动的角速度ω＝　　　　rad/s（π取3.14）。 （2）用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的横截面直径，某次测量的示数如图（c）所示，该读数d＝　　　　mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。 （3）写出小圆柱体所需向心力表达式F＝　　　　（用D、m、ω、d表示），其大小为　　　　N（保留2位有效数字）。 5.（2025·山东淄博一模）某同学利用传感器验证向心力与角速度间的关系。如图甲，电动机的竖直轴与水平放置的圆盘中心相连，将力传感器和光电门固定，圆盘边缘上固定一竖直的遮光片，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心，用一根细绳跨过定滑轮连接小滑块和力传感器。实验时电动机带动水平圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起转动，力传感器可以实时测量绳的拉力F的大小。 （1）圆盘转动时，宽度为d的遮光片从光电门的狭缝中经过，测得遮光时间为Δt，则遮光片的线速度大小为　　　　　，圆盘半径为R，可计算出滑块做圆周运动的角速度为　　　　　（用所给物理量的符号表示）。 （2）保持滑块质量和其做圆周运动的半径不变，改变滑块角速度ω，并记录数据，做出F-ω2图线如图乙所示，从而验证F与ω2关系。该同学发现图乙中的F-ω2图线不过坐标原点，且图线在横轴上的截距为，滑块做圆周运动的半径为r，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块与圆盘间的动摩擦因数为　　　　　（用所给物理量的符号表示）。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $