实验：探究平抛运动的特点 实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 课件—2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“探究平抛运动特点”“探究向心力影响因素”两大核心实验，依据高考评价体系梳理实验原理、操作规范、数据处理等考查维度，明确平抛运动轨迹分析（占比约45%）、向心力控制变量法应用（占比约40%）等高频考点，归纳实验操作判断、数据计算等常考题型。 课件亮点在于“实验情境还原+真题案例解析+素养导向训练”，如例2通过方格纸数据推导平抛初速度及B点速度，运用科学推理培养科学思维；例3结合向心力演示仪实验强化控制变量法，提升科学探究能力。特设易错点分析（如斜槽末端不水平的误差），帮助学生掌握实验题答题技巧，教师可据此高效组织复习，助力高考冲刺。

实验：探究平抛运动的特点 实验：探究向心力与半径、角速度、质量的关系 授课教师：朱海英 （1）通过具体实验案例，理解平抛运动的动力学特征和运动学特征，会设计实验探究方案，能规范操作和获取数据，总结平抛运动规律，进行相关求解。 第三课时 实验：探究平抛运动的特点 实验：探究向心力与半径、角速度、质量的关系 学习目标 （2）通过具体实验案例，理解匀速圆周运动的运动学特征，理解向心力演示仪的工作原理，能通过控制变量法探究向心力与半径、角速度、质量的关系，并进行简单应用。 任务一 厘清探究平抛运动的实验目的、原理、操作及数据处理 操作要点 数据处理 实验细节 误差分析 探究平抛运动特点的实验情境和原理 (1)调节：①斜槽末端水平；②固定白纸的平板竖直。 (2)确定平抛起点：将小球飞离斜槽末端时球心的位置描在白纸上。 (3)操作：①每次都从同一位置释放小球； ②上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录小球所经过的多个位置。 (4)轨迹获取：用平滑曲线把白纸上各印迹连接起来。 甲：小球做平抛运动的频闪照片 乙：研究平抛运动的竖直分运动 丙：绘制小球做平抛运动的轨迹 丁：已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下，怎样探究钢球水平分速度的特点？ 例1.某同学采用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验，按以下步骤进行： (1)用小锤打击弹性金属片，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。改变高度重复此实验，观察到两球总是同时落地，这说明________。 A．平抛运动在水平方向分运动是匀速直线运动 B．平抛运动在竖直方向分运动是自由落体运动 C．平抛运动的运动轨迹是抛物线 D．改变击打力度，可以得到A球水平方向上的运动特点 B 任务一 厘清探究平抛运动的实验目的、原理及操作 问题：还有哪些方法可以说明平抛运动在竖直分运动是自由落体运动？ 例1.(2)为得到小球做平抛运动的轨迹，使用如图乙所示的装置，实验前，先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，下列步骤，必要的是________。 A．使用密度大、体积小的钢球 B．斜槽要尽可能光滑 C．每次实验钢球需要从同一位置释放 D．每次实验，挡板需要下降相同的高度 E．背板必须竖直放置 F．需要用折线将白纸上的各位置连接 减小空气阻力的影响 用多次实验来代替一次实验，控制初速度相同 平抛运动的轨迹在竖直面内 任务一 厘清探究平抛运动的实验目的、原理及操作 ACE 任务二 结合平抛运动的规律，进行数据分析 例2.某校同学在实验室做“研究平抛物体的运动”的实验，实验装置如图甲所示。 (1)图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为         m/s。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）  乙 甲 丙 2.0 20.0 5.0 问题：比较乙、丙两图，有什么区别？ (2)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则小球到达B位置时速度大小为        m/s（结果保留两位有效数字），此时刻位移与水平方向夹角的正切值为         。（g取10m/s2） 任务二 结合平抛运动的规律，进行数据分析 例2.某校同学在实验室做“研究平抛物体的运动”的实验，实验装置如图甲所示。 2.5 2/3 乙 甲 丙 问题：比较乙丙两图线、如何快速地判断O是否为抛出点？ 竖直方向： 水平方向： 得： 由运动合成： 位移偏转角的正切： 知识结构与方法总结 任务三 理解向心力演示仪的实验原理和操作 实验二:探究向心力与半径、角速度、质量的关系 定性探究 定量探究 控制变量法 变速塔轮 变速塔轮 短槽 长槽 弹簧套筒 横臂 标尺 (1)在质量、半径一定的情况下，探究向心力大小与角速度的关系。 (2)在质量、角速度一定的情况下，探究向心力大小与半径的关系。 (3)在半径、角速度一定的情况下，探究向心力大小与质量的关系。 任务三 理解向心力演示仪的实验原理和操作 例3.“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为，小球与挡板挤压，弹簧测力筒内的标尺可显示力的大小关系。 （1）本实验利用的物理方法为___。 A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 （2）为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系， 现将一铁球放在C处，对另一小球，以下做法正确的是___。 A.选用相同的铁球放在A处 B.选用相同的铁球放在B处 C.选用相同大小的铝球放在A处 D.选用相同大小的铝球放在B处 任务三 理解向心力演示仪的实验原理和操作 例3.“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为，小球与挡板挤压，弹簧测力筒内的标尺可显示力的大小关系。 （3）当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，匀速转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为_____。 （4）用此装置做实验有较大的误差，误差产生的主要原因是___。 A.匀速转动时的速度过大 B.读数时标尺露出的红白相间的等分格数不稳定 1：2 B 任务四 探究向心力与角速度、半径、质量的关系的数据处理 例4.如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为的砝码随旋转臂一起在水平面内做半径为的圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆(挡光杆的挡光宽度为，旋转半径为 每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力大小F和角速度的数据。 （1）某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为，则角速度_____ （2）以F为纵坐标，以_______(选填“”“”“”或“”)为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，该直线的斜率为__________。(用上述已知量的字母表示) 挡光杆通过光电门时的线速度大小为，由，解得 由向心力公式：，将代入，解得r。若以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作一条直线，该直线的斜率为。 知识结构与方法总结 $