第3讲　实验5：探究平抛运动的特点 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

第3讲　实验5:探究平抛运动的特点

(分值:50分)

1.(6分)(2025广东深圳期末)用如图所示的装置完成“探究平抛运动的特点”实验。

(1)为了能较准确地描绘出小球的运动轨迹,必要的操作或条件是　　　　。 

A.挡板竖直方向等间距移动

B.斜槽轨道必须是光滑的

C.斜槽末端必须调为水平

(2)为了准确描绘小球运动轨迹,需要建立直角坐标系,对于坐标原点O的定位正确的是　                         。 

2.(9分)用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。

(1)图甲中用小锤击打弹性金属片H,球A沿水平方向飞出后做平抛运动,与此同时,与球A相同的球B被松开做自由落体运动;改变实验装置离地面的高度,多次实验,两球总是　　　　　　

(选填“同时”“A先B后”或“B先A后”)落地,这说明做平抛运动的球A在竖直方向上做　　　　　(选填“自由落体运动”或“竖直下抛运动”)。 

(2)图乙中,M、N是两个完全相同的轨道,轨道末端都与水平方向相切,其中,轨道N的末端与光滑水平面相切,轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,同时切断电源,使两球以相同的初速度v0同时通过轨道M、N的末端,发现两球　　　　　(选填“同时”或“先后”)到达E处,发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度,再进行实验,结果两球也总是发生碰撞,这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球　　　　(选填“相同”或“不同”),为　　　　　　(选填“匀速直线运动”或“匀加速直线运动”)。 

3.(6分)(2025广东广州一模)一同学在做“平抛运动”实验中采用了如下方法:如图所示,斜槽末端的正下方为O点,底板水平。用一块平木板附上复写纸和白纸,竖直立于正对槽口前的O1处,使小球从斜槽上某一位置由静止滚下,小球撞在木板上留下痕迹A。将木板向后平移至O2处,再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,小球撞在木板上留下痕迹B。O、O1间的距离为x1,O、O2间的距离为x2,A、B间的高度差为y。则小球抛出时的初速度v0为　　　　　。 

4.(9分)(2025广东深圳阶段练习)利用单摆验证小球做平抛运动的规律,设计方案如图甲所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO'=h(h>L)。

(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是                          　。 

(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O'C=s,则小球做平抛运动的初速度为v0=　　　　　。(用题中所给物理量表示) 

(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O'点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标、cos θ为横坐标,得到如图乙所示图像。则当θ=60°时,s为　　　 m;若悬线长L=1.0 m,悬点到木板间的距离OO'为　　　　　　 m。

5.(10分)(2025广东惠州模拟)用如图甲所示的实验装置研究物体的平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,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。上下移动水平挡板MN到合适的位置,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列的痕迹点。

(1)为使小球能水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查切线是否水平的方法是　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)为定量研究钢球的平抛运动,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。①取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于斜槽末端Q点,钢球的　　　　　　(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时　　　　　　(选填“需要”或“不需要”)y轴与铅垂线平行。 

②若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:在如图乙所示的轨迹上取A、B、C三点,测得AB和BC的水平间距均为x,AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,已知当地重力加速度为g,可求得钢球平抛的初速度大小为　　　　(用字母x、y1、y2和g表示)。