实验5 探究平抛运动的特点（复习讲义）（全国通用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦“探究平抛运动的特点”核心实验，涵盖教材原型实验与拓展创新实验两大考点，按知识框架搭建、核心考点拆解、易错辨析、真题训练的逻辑组织内容，通过原理梳理、方法归纳、考向破译等环节，帮助学生系统掌握实验操作、数据处理及误差分析，构建平抛运动问题的解题范式。 讲义突出高考命题趋势，融入AI原创易错辨析题与实验创新案例，如对比描迹法与频闪照相法培养科学思维，结合传感器实验提升科学探究能力。设置基础巩固与能力提升分层练习，配合即时反馈机制，确保学生高效突破难点，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

null 实验5 探究平抛运动的特点（答案版） 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 教材原型实验：探究平抛运动的特点 易错辨析·AI原创命题 1. × 2. √ 3. × 4. √ 5. × 热点考向·破译 考向1 实验原理及操作 例1【答案】(1) A AB (2) BC > 等于 考向2 数据处理及误差分析 例2【答案】 切线水平 0.934 A 【变式训练1】【答案】(1)CD(2)2(3)斜槽末端切线水平 考点二 拓展创新实验 热点考向·破译 考向1 课本拓展实验 例2【答案】(1)C(2)1.5(3)B 考向2 实验创新 例4【答案】(1)A(2) ▶新情境◀【变式训练2】【答案】(1)0.02(2)9.8（）(3)a 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．【答案】(1)乙 (2)AB (3) B 0.59 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $nullnull 实验5 探究平抛运动的特点（原卷版） 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 403 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 教材原型实验：探究平抛运动的特点 4 核心知识·解构 4 一、实验原理及器材 4 二、实验过程 4 三、数据处理 4 四、误差分析 5 五、注意事项 5 易错辨析·AI原创命题 6 热点考向·破译 6 考向1 实验原理及操作 6 考向2 数据处理及误差分析 8 考点二 拓展创新实验 10 核心知识·解构 10 一、课本拓展实验：用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹 10 二、实验创新 10 热点考向·破译 11 考向1 课本拓展实验 11 考向2 实验创新 12 溯源真题逻辑，感知高考考向 1404 思维建模·脉络梳理 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 教材原型实验：探究平抛运动的特点 2026•浙江 —— —— 拓展创新实验 —— 2025•贵州、2025•天津 —— 考情分析 题型与考向：本讲内容是高考物理中力学实验的绝对核心与必考内容，从2003年的上海卷到2026年的全国多省卷，该实验在近二十年的高考中反复出现，几乎覆盖了所有考区。它不仅是独立的实验题，其核心思想（运动的合成与分解）更是解决平抛运动、类平抛运动等复杂计算题的基础。题型以实验题为主，。考查内容覆盖了从实验原理、器材选择、操作步骤（如如何获取轨迹、如何确定原点）、数据处理（用频闪照片或坐标纸求初速度）、误差分析到实验创新与改进的全过程。高度强调“描迹法”与“频闪照相法”：这是获取平抛运动轨迹的两大核心方法。近年来的命题趋势更倾向于考查学生对实验原理的深刻理解、自主设计能力，以及能分析实验结果与理论值之间的误差原因，并能提出改进方案。 情境与立意： 1. 经典“描点法”实验：用铅笔在白纸上标注小球经过的位置，最后用平滑曲线连接得到轨迹。 2. 创新“频闪照相”法实验：用频闪照相机拍摄小球在不同时刻的位置，直接得到轨迹。 3. 创新“细水柱/喷墨”法实验：通过稳定的细水柱或喷墨装置，直接在白纸上留下平抛运动的连续轨迹。  复习目标 1.知道平抛运动的轨迹是抛物线，能熟练操作实验器材，会在实验中描绘平抛运动轨迹并会通过轨迹计算物体的初速度。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 教材原型实验：探究平抛运动的特点 核心知识·解构 一、实验原理及器材 1.实验思路：使小球做平抛运动，利用_________描绘出小球的运动轨迹，以_________为坐标原点，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式x=v0t和y=gt2，得v0=x。 2.实验器材：末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、刻度尺、重垂线、三角板、铅笔等． 二、实验过程 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，并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_________，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平，如图． 3.描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出开始做平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，挤压复写纸，会在白纸上留下印迹．取下白纸用_________把这些印迹连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹． 4.确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心在白纸上的投影的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴． 三、数据处理 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有_________的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值。 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y=ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数。 2.计算平抛物体的初速度 情景1：平抛轨迹完整(即含有抛出点)。若原点O为抛出点，利用公式_________和_________即可求出多个初速度v0＝x，最后求出初速度的平均值，这就是做平抛运动的物体的初速度． 情景2：平抛轨迹残缺(即无抛出点)。若原点O不是抛出点 Ⅰ、在轨迹曲线上取三点A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如图所示．A到B与B到C的时间相等，设为T. Ⅱ、用刻度尺分别测出yA、yB、yC，则有yAB＝yB－yA，yBC＝yC－yB. Ⅲ、yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上两式得v0＝x. 四、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，使小球的径迹不是真正的平抛运动轨迹 五、注意事项 1. 固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，以保证小球的初速度水平，否则小球的运动就不是平抛运动了． 2. 用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。 3. 小球每次从槽中的_________由静止释放，这样可以确保每次小球抛出时的速度相等． 4. 坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在背板上的水平投影点． 🤖️AI互动课件： 1. 实验：探究平抛运动的特点：https://lab.physicalw.com/expt/1/18/86 2. 探究平抛运动的特点实验数据处理练习https://lab.physicalw.com/expt/1/18/63 3. 探究平抛运动竖直分运动的特点https://lab.physicalw.com/expt/1/18/44 易错辨析·AI原创命题 1. 在“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽必须光滑，以确保小球每次以相同的初速度水平抛出。 ( ) 2. 实验中，小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，以保证平抛运动的初速度相同。 ( ) 3. 在“探究平抛运动的特点”实验中，坐标原点应选在斜槽末端端口处。 ( ) 4. 在探究平抛运动水平分运动特点的实验中，通过测量轨迹上各点的水平位移，可以判断水平方向是否为匀速直线运动。 ( ) 5. 在“探究平抛运动的特点”实验中，y轴方向可以根据白纸的竖直边缘来确定。 ( ) 【易错点总结表】 易混易错概念 对应题目 关键辨析点 斜槽的作用与要求 1 斜槽的作用是获得水平初速度，不需要光滑。只要小球每次从同一位置由静止释放，就能保证飞出时的初速度相同。 初速度相同的控制方法 2 为确保初速度相同，必须从同一位置由静止释放，这是控制变量法的关键。 坐标原点的确定 3 坐标原点应选在斜槽末端小球球心在木板上的水平投影点，而不是斜槽末端端口。 水平方向运动特点的探究方法 4 通过测量轨迹上等时间间隔点的水平位移，若这些水平位移相等，则可判断水平方向为匀速直线运动。 y轴方向的确定 5 y轴方向必须根据重锤线来确定，以确保其竖直向下，而不是凭白纸边缘。 热点考向·破译 考向1 实验原理及操作 例1（2026·浙江杭州·二模）在“探究平抛运动的特点”实验中 (1)用图1装置研究“平抛运动在竖直方向的运动规律” ①下列说法正确的是________ A．A与B应选用大小相同的小球 B．A与B应选用质量相同的小球 C．托板离地面的高度越大，两小球落地时间差也越大 D．减小铁锤打击金属片的力度，A球落地的时间会变短 ②实验时总是发现两小球不是同步落地，可能的原因是________（多选） A．托板未调水平 B．托板长度偏大 C．小铁锤打击金属片的力度偏大 D．小球与金属片之间的存在摩擦力 (2)用图2装置重复实验，记录钢球经过的多个位置，拟合所得到的点迹，就可以得到平抛运动的轨迹。 ①某同学实验后发现在白纸上留下的点迹如图3所示，原因可能是________ A．斜槽有摩擦 B．实验小球的密度太小，受到空气阻力的影响较大 C．小球没有每次都从斜槽上同一个位置释放 ②经规范操作得到相应点迹后，某同学以槽口上边缘为原点建立坐标系，得到轨迹曲线如图4。 在曲线上取、两点，其坐标值分别为和。 （i）若测得，则________（填“”、“”或“”）； （ii）用图中、两点的坐标值计算水平抛出的初速度，其结果________实际值（填“大于”、“等于”或“小于”）。 考向2 数据处理及误差分析 例2（2026·四川泸州·二模）某同学用如图所示装置研究平抛运动的轨迹。 （1）具体操作步骤如下： ①将实验仪器置于水平桌面，使面板处于竖直平面内，卡好定位板。安装平抛轨道，为保证小球做的是平抛运动，需要使轨道的抛射端________。 ②在描迹记录纸后衬垫一张复写纸。使坐标原点的位置在钢球中心处横坐标轴水平向右，纵坐标轴竖直向下。 ③将定位板在某一位置固定好，钢球紧靠定位板由静止释放。下落的钢球打在接球挡板上，由于挡板平面向记录面板倾斜，小球挤压记录纸后留下一个迹点。 ④将接球挡板平行向下移动一格，重复上述操作方法，得到第二个迹点，如此继续下移接球挡板，得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。 （2）在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，记录小球多个点的坐标，其中、、、点的数据如下表所示： 迹点 竖直坐标 水平坐标 水平坐标 初速度 8.82 12.55 157.50 0.0560 0.935 12.80 15.10 228.00 0.0561 0.934 17.41 17.57 308.70 0.0564 0.932 21.30 19.50 380.25 0.0560 0.935 （3）根据上表数据可得小球抛出时初速度的平均值________。（保留3位有效数字） （4）根据测量的数据，在纵坐标为，横坐标为的坐标轴上描点然后用图像拟合数据后得到________。 A．一条直线    B．一条抛物线    C．一段圆弧 【变式训练1】（2026·江西·模拟预测）某实验小组利用如图（a）所示的实验装置探究平抛运动的特点。实验需要描绘小球做平抛运动的轨迹并根据轨迹求平抛的初速度。 (1)要正确完成该实验，以下要求与操作正确的是_______（选填各项前面的代号字母）（双选）。 A．小球表面要尽量光滑 B．斜槽中小球滑落的轨道要尽量光滑 C．固定有白纸的木板要竖直放置 D．小球每次要从斜槽上的同一位置静止释放 (2)甲同学做实验时记录了小球运动轨迹上的A、B、C三个点，如图（b）所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图中标出。当地的重力加速度g=9.8m/s2，可知小球做平抛运动的初速度大小为_______m/s。 (3)乙同学做实验时记录了运动轨迹上的点如图（c）所示，可以推断出乙同学在实验过程中没有调整_______。 考点二 拓展创新实验 核心知识·解构 一、课本拓展实验：用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹 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。一种设计原理如图 5.3-4 所示。物体A在做平抛运动，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，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。从图 5.3-4 可以看出，在这两个距离确定之后，由于 B1、B2两处的距离是已知的，所以物体 A 的位置也就确定了。计算机可以即时给出 A 的坐标。 图 5.3-5 是按这样的原理制作的一种实验装置（超声—红外接收装置B的安装位置与原理图5.3-4 不同）。图 5.3-6 是某次实验中计算机描出的平抛运动的轨迹。除此之外，计算机还能直接给出平抛运动的初速度等其他物理量。 二、实验创新 实验器材创新 利用喷水法、频闪照相法、用传感器和计算机都可以描绘物体做平抛运动的轨迹 实验过程创新 间隔相等距离后移挡板 数据处理创新 用图像法进行数据处理 热点考向·破译 考向1 课本拓展实验 例2（2026·陕西·模拟预测）某实验小组为研究平抛运动，他们用传感器和计算机描出平抛运动物体的轨迹，原理如图所示。从斜槽上某点无初速释放小球A，使其做平抛运动。A每隔相同时间可向四周发射红外脉冲，铁架台上安放着红外接收装置两个接收器各自测出收到红外脉冲的时间，并由此算出与小球的距离，在计算机屏幕上确定点迹，以此描绘出物体的运动轨迹。 (1)下列判断正确的是___________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．小球应选用体积较大的塑料小球 C．计算机屏幕上相邻两点的水平位移相同 (2)该实验小组根据实验记录的数据，由作图软件拟合出A的运动轨迹方程为（已知当地的重力加速度为），则物体A抛出时的水平初速度为___________。（已知，计算结果保留两位有效数字） (3)第（2）中与不成正比的原因是___________。 A．斜槽轨道末端未调至水平 B．抛出点初位置的坐标未校准 考向2 实验创新 例4（2026·河北沧州·一模）某学习小组用饮料瓶和两端开口的塑料吸管制作了如图所示的装置研究平抛运动，两吸管穿过瓶塞竖直插入饮料瓶中，右侧吸管下端弯成水平，为了得到平抛运动的运动轨迹，在饮料瓶中装入足量水。 (1)为了使右侧吸管喷出的水形成稳定的抛物线状水柱，应使饮料瓶中液面在_____的位置时获取水滴的运动轨迹。 A．线以上 B．线以上 C．线到线之间 D．线以下 (2)测得喷口距离地面的高度为，水滴落至水平地面时的速度与水平方向夹角为45°，不计空气阻力，则水从喷口喷出时的初速度大小为________（用及重力加速度表示）。 ▶新情境◀【变式训练2】（2026·陕西商洛·三模）如图甲所示，某实验小组设计了一款平抛实验器，绝缘的竖直面板固定在水平底座上，面板上平铺粘贴一层导电性良好的薄铁板，铁板上铺设一层热敏纸，并用磁性胶条固定在薄铁板上，左侧上方有一绝缘轨道，轨道末端水平，抛体块被弹射后做平抛运动，抛体块和薄铁板通过柔软的细漆包线分别连接电火花计时器脉冲输出端口（图中未画出），抛体块平抛运动过程中，每次脉冲放电时会在热敏纸上留下点迹。请回答下列问题： (1)实验时电火花计时器连接的是、的交流电源，在抛体块平抛运动过程中，电火花计时器在热敏纸上打出相邻两点的时间间隔是_____________s。 (2)实验小组测量出某次实验中各点到抛出点的竖直距离y，然后根据所测数据描点，得到了图像如图乙所示，由图像可知，当地的重力加速度大小_____________。（结果保留两位有效数字） (3)实验小组结合某次实验时获得的各点到抛出点的水平距离x、竖直距离y，作出图像如图丙中实线所示。若仅减小抛体块的初速度，则得到的图像可能是图丙中的虚线_____________（填“a”“b”“c”或“d”）。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·浙江·高考真题）“在探究平抛运动实验中” (1)为探究水平方向分运动特点，应选用图1中的________（选填“甲”或“乙”）装置 (2)采用图2所示装置进行实验。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板后挤压复写纸，在白纸上留下印迹。下列说法正确的是________。 A．调节装置使其背板竖直 B．调节斜槽使其末端切线水平 C．以斜槽的末端在白纸上的投影点为坐标原点 D．钢球在斜槽静止释放的高度应等间距下降 (3)如图3所示，将实验中记录的印迹用平滑曲线连接，其中抛出点为坐标原点，A点（11.0cm，15.8cm）是记录的印迹，B点（11.8cm，19.6cm）是曲线上的一个点，为得到小球的水平速度，应取________（选填“A”或“B”）点进行计算，可得水平速度________m/s。（g取，所得结果保留两位有效数字） 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $null 实验5 探究平抛运动的特点（解析版） 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 403 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 教材原型实验：探究平抛运动的特点 4 核心知识·解构 4 一、实验原理及器材 4 二、实验过程 4 三、数据处理 4 四、误差分析 5 五、注意事项 5 易错辨析·AI原创命题 6 热点考向·破译 6 考向1 实验原理及操作 6 考向2 数据处理及误差分析 9 考点二 拓展创新实验 11 核心知识·解构 11 一、课本拓展实验：用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹 11 二、实验创新 12 热点考向·破译 13 考向1 课本拓展实验 13 考向2 实验创新 14 溯源真题逻辑，感知高考考向 1704 思维建模·脉络梳理 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 教材原型实验：探究平抛运动的特点 2026•浙江 —— —— 拓展创新实验 —— 2025•贵州、2025•天津 —— 考情分析 题型与考向：本讲内容是高考物理中力学实验的绝对核心与必考内容，从2003年的上海卷到2026年的全国多省卷，该实验在近二十年的高考中反复出现，几乎覆盖了所有考区。它不仅是独立的实验题，其核心思想（运动的合成与分解）更是解决平抛运动、类平抛运动等复杂计算题的基础。题型以实验题为主，。考查内容覆盖了从实验原理、器材选择、操作步骤（如如何获取轨迹、如何确定原点）、数据处理（用频闪照片或坐标纸求初速度）、误差分析到实验创新与改进的全过程。高度强调“描迹法”与“频闪照相法”：这是获取平抛运动轨迹的两大核心方法。近年来的命题趋势更倾向于考查学生对实验原理的深刻理解、自主设计能力，以及能分析实验结果与理论值之间的误差原因，并能提出改进方案。 情境与立意： 1. 经典“描点法”实验：用铅笔在白纸上标注小球经过的位置，最后用平滑曲线连接得到轨迹。 2. 创新“频闪照相”法实验：用频闪照相机拍摄小球在不同时刻的位置，直接得到轨迹。 3. 创新“细水柱/喷墨”法实验：通过稳定的细水柱或喷墨装置，直接在白纸上留下平抛运动的连续轨迹。  复习目标 1.知道平抛运动的轨迹是抛物线，能熟练操作实验器材，会在实验中描绘平抛运动轨迹并会通过轨迹计算物体的初速度。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 教材原型实验：探究平抛运动的特点 核心知识·解构 一、实验原理及器材 1.实验思路：使小球做平抛运动，利用描点法描绘出小球的运动轨迹，以抛出点为坐标原点，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式x=v0t和y=gt2，得v0=x。 2.实验器材：末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、刻度尺、重垂线、三角板、铅笔等． 二、实验过程 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，并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，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能静止在直轨道上的任意位置，则表明斜槽末端已调水平，如图． 3.描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出开始做平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，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． 4.确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心在白纸上的投影的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴． 三、数据处理 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y=ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值。 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y=ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数。 2.计算平抛物体的初速度 情景1：平抛轨迹完整(即含有抛出点)。若原点O为抛出点，利用公式x＝v0t和y＝gt2即可求出多个初速度v0＝x，最后求出初速度的平均值，这就是做平抛运动的物体的初速度． 情景2：平抛轨迹残缺(即无抛出点)。若原点O不是抛出点 Ⅰ、在轨迹曲线上取三点A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如图所示．A到B与B到C的时间相等，设为T. Ⅱ、用刻度尺分别测出yA、yB、yC，则有yAB＝yB－yA，yBC＝yC－yB. Ⅲ、yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上两式得v0＝x. 四、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，使小球的径迹不是真正的平抛运动轨迹 五、注意事项 1. 固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，以保证小球的初速度水平，否则小球的运动就不是平抛运动了． 2. 用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。 3. 小球每次从槽中的同一位置由静止释放，这样可以确保每次小球抛出时的速度相等． 4. 坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在背板上的水平投影点． 🤖️AI互动课件： 1. 实验：探究平抛运动的特点：https://lab.physicalw.com/expt/1/18/86 2. 探究平抛运动的特点实验数据处理练习https://lab.physicalw.com/expt/1/18/63 3. 探究平抛运动竖直分运动的特点https://lab.physicalw.com/expt/1/18/44 易错辨析·AI原创命题 1. 在“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽必须光滑，以确保小球每次以相同的初速度水平抛出。 ( × ) 2. 实验中，小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，以保证平抛运动的初速度相同。 ( √ ) 3. 在“探究平抛运动的特点”实验中，坐标原点应选在斜槽末端端口处。 ( × ) 4. 在探究平抛运动水平分运动特点的实验中，通过测量轨迹上各点的水平位移，可以判断水平方向是否为匀速直线运动。 ( √ ) 5. 在“探究平抛运动的特点”实验中，y轴方向可以根据白纸的竖直边缘来确定。 ( × ) 【易错点总结表】 易混易错概念 对应题目 关键辨析点 斜槽的作用与要求 1 斜槽的作用是获得水平初速度，不需要光滑。只要小球每次从同一位置由静止释放，就能保证飞出时的初速度相同。 初速度相同的控制方法 2 为确保初速度相同，必须从同一位置由静止释放，这是控制变量法的关键。 坐标原点的确定 3 坐标原点应选在斜槽末端小球球心在木板上的水平投影点，而不是斜槽末端端口。 水平方向运动特点的探究方法 4 通过测量轨迹上等时间间隔点的水平位移，若这些水平位移相等，则可判断水平方向为匀速直线运动。 y轴方向的确定 5 y轴方向必须根据重锤线来确定，以确保其竖直向下，而不是凭白纸边缘。 热点考向·破译 考向1 实验原理及操作 例1（2026·浙江杭州·二模）在“探究平抛运动的特点”实验中 (1)用图1装置研究“平抛运动在竖直方向的运动规律” ①下列说法正确的是________ A．A与B应选用大小相同的小球 B．A与B应选用质量相同的小球 C．托板离地面的高度越大，两小球落地时间差也越大 D．减小铁锤打击金属片的力度，A球落地的时间会变短 ②实验时总是发现两小球不是同步落地，可能的原因是________（多选） A．托板未调水平 B．托板长度偏大 C．小铁锤打击金属片的力度偏大 D．小球与金属片之间的存在摩擦力 (2)用图2装置重复实验，记录钢球经过的多个位置，拟合所得到的点迹，就可以得到平抛运动的轨迹。 ①某同学实验后发现在白纸上留下的点迹如图3所示，原因可能是________ A．斜槽有摩擦 B．实验小球的密度太小，受到空气阻力的影响较大 C．小球没有每次都从斜槽上同一个位置释放 ②经规范操作得到相应点迹后，某同学以槽口上边缘为原点建立坐标系，得到轨迹曲线如图4。 在曲线上取、两点，其坐标值分别为和。 （i）若测得，则________（填“”、“”或“”）； （ii）用图中、两点的坐标值计算水平抛出的初速度，其结果________实际值（填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】(1) A AB (2) BC > 等于 【详解】（1）[1] A球平抛、B球自由下落，两者落地时间仅与竖直高度有关，与质量无关，但需保证A、B大小相同，避免空气阻力差异对实验的影响；质量不影响自由落体时间(重力加速度与质量无关)，且实验未要求质量相同。两球竖直方向均做自由落体运动(A的竖直分运动是自由落体)，下落高度相同则落地时间差为0，与托板高度无关；A球平抛的时间由竖直高度决定()，与打击力度无关。 故选A。 [2]实验中发现两球不是同步落地，可能的原因包括托板未调水平，导致球A的初速度不水平；托板长度偏大，由于小球和托板之间存在摩擦力，影响了A球离开槽口时的水平速度，从而导致两球落地时间不同。打击力度偏大以及小球与金属片之间的摩擦都不会影响竖直方向的运动时间。 故选AB。 （2）[1]白纸上留下的点迹不规则，可能的原因是：小球没有每次都从斜槽上同一个位置静止释放，导致每次实验的初始条件不同；实验小球的密度太小，受到空气阻力的影响较大，影响了平抛运动的轨迹。故选BC。 [2][3]平抛运动的起点为斜槽末端上方r处（r为小球的半径），不是槽口上边缘。若测得 则根据平抛运动的水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的规律，有 整理得 [3]真实情况需要计小球半径，则小球落在点时，可知， 小球落在点时，可知， 根据竖直方向可知 根据水平方向可知 解得，结果与小球半径无关，因此填“等于”。 考向2 数据处理及误差分析 例2（2026·四川泸州·二模）某同学用如图所示装置研究平抛运动的轨迹。 （1）具体操作步骤如下： ①将实验仪器置于水平桌面，使面板处于竖直平面内，卡好定位板。安装平抛轨道，为保证小球做的是平抛运动，需要使轨道的抛射端________。 ②在描迹记录纸后衬垫一张复写纸。使坐标原点的位置在钢球中心处横坐标轴水平向右，纵坐标轴竖直向下。 ③将定位板在某一位置固定好，钢球紧靠定位板由静止释放。下落的钢球打在接球挡板上，由于挡板平面向记录面板倾斜，小球挤压记录纸后留下一个迹点。 ④将接球挡板平行向下移动一格，重复上述操作方法，得到第二个迹点，如此继续下移接球挡板，得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。 （2）在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，记录小球多个点的坐标，其中、、、点的数据如下表所示： 迹点 竖直坐标 水平坐标 水平坐标 初速度 8.82 12.55 157.50 0.0560 0.935 12.80 15.10 228.00 0.0561 0.934 17.41 17.57 308.70 0.0564 0.932 21.30 19.50 380.25 0.0560 0.935 （3）根据上表数据可得小球抛出时初速度的平均值________。（保留3位有效数字） （4）根据测量的数据，在纵坐标为，横坐标为的坐标轴上描点然后用图像拟合数据后得到________。 A．一条直线    B．一条抛物线    C．一段圆弧 【答案】 切线水平 0.934 A 【详解】[1]以保证小球做平抛运动，需要使轨道的抛射端切线水平； [2]根据上表数据可得小球抛出时初速度的平均值 [3]根据上表数据可得的平均值为 即图像的斜率 可知在误差允许范围内斜率保持不变，故图像是一条直线。 故选A。 【变式训练1】（2026·江西·模拟预测）某实验小组利用如图（a）所示的实验装置探究平抛运动的特点。实验需要描绘小球做平抛运动的轨迹并根据轨迹求平抛的初速度。 (1)要正确完成该实验，以下要求与操作正确的是_______（选填各项前面的代号字母）（双选）。 A．小球表面要尽量光滑 B．斜槽中小球滑落的轨道要尽量光滑 C．固定有白纸的木板要竖直放置 D．小球每次要从斜槽上的同一位置静止释放 (2)甲同学做实验时记录了小球运动轨迹上的A、B、C三个点，如图（b）所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图中标出。当地的重力加速度g=9.8m/s2，可知小球做平抛运动的初速度大小为_______m/s。 (3)乙同学做实验时记录了运动轨迹上的点如图（c）所示，可以推断出乙同学在实验过程中没有调整_______。 【答案】(1)CD (2)2 (3)斜槽末端切线水平 【详解】（1）A．小球表面是否光滑对实验无影响，只要每次阻力情况相同即可，故A错误； B．斜槽轨道不需要光滑，只要保证小球每次从同一位置由静止释放，到达底端的速度就相同，故B错误； C．固定有白纸的木板必须竖直放置，以保证小球运动轨迹在竖直平面内，且不与木板摩擦，故C正确； D．为了保证小球每次平抛的初速度相同，小球每次要从斜槽上的同一位置静止释放，故D正确。 故选CD。 （2）由图（b）可知，A、B、C三点在水平方向上的间距相等，均为 说明小球从A到B和从B到C的运动时间相等，设为，在竖直方向上，根据匀变速直线运动的推论 有 代入数据解得 小球做平抛运动的初速度 （3）由图（c）可知，小球的运动轨迹起点在坐标原点，但随后的点分布在轴的上方和下方，说明小球飞出斜槽末端时具有竖直向上的分速度，这表明斜槽末端的切线没有调整到水平方向，导致小球做的不是平抛运动而是斜抛运动。 考点二 拓展创新实验 核心知识·解构 一、课本拓展实验：用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹 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。一种设计原理如图 5.3-4 所示。物体A在做平抛运动，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，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。从图 5.3-4 可以看出，在这两个距离确定之后，由于 B1、B2两处的距离是已知的，所以物体 A 的位置也就确定了。计算机可以即时给出 A 的坐标。 图 5.3-5 是按这样的原理制作的一种实验装置（超声—红外接收装置B的安装位置与原理图5.3-4 不同）。图 5.3-6 是某次实验中计算机描出的平抛运动的轨迹。除此之外，计算机还能直接给出平抛运动的初速度等其他物理量。 二、实验创新 实验器材创新 利用喷水法、频闪照相法、用传感器和计算机都可以描绘物体做平抛运动的轨迹 实验过程创新 间隔相等距离后移挡板 数据处理创新 用图像法进行数据处理 热点考向·破译 考向1 课本拓展实验 例2（2026·陕西·模拟预测）某实验小组为研究平抛运动，他们用传感器和计算机描出平抛运动物体的轨迹，原理如图所示。从斜槽上某点无初速释放小球A，使其做平抛运动。A每隔相同时间可向四周发射红外脉冲，铁架台上安放着红外接收装置两个接收器各自测出收到红外脉冲的时间，并由此算出与小球的距离，在计算机屏幕上确定点迹，以此描绘出物体的运动轨迹。 (1)下列判断正确的是___________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．小球应选用体积较大的塑料小球 C．计算机屏幕上相邻两点的水平位移相同 (2)该实验小组根据实验记录的数据，由作图软件拟合出A的运动轨迹方程为（已知当地的重力加速度为），则物体A抛出时的水平初速度为___________。（已知，计算结果保留两位有效数字） (3)第（2）中与不成正比的原因是___________。 A．斜槽轨道末端未调至水平 B．抛出点初位置的坐标未校准 【答案】(1)C (2)1.5 (3)B 【详解】（1）物体做平抛运动，斜槽轨道是否光滑不影响物体的运动，故A错误； 应选用密度较大、体积较小的小球，故B错误； 由于物体每隔固定时间就向四周发射红外脉冲，所以计算机屏幕上记录的点迹都是等时间间隔的，根据公式可知，屏幕上相邻两点的水平位移相同，C正确。 （2）根据， 可知，代入数据可得 。 （3）由（2）计算可知抛出点初位置的坐标未校准，故B正确。 考向2 实验创新 例4（2026·河北沧州·一模）某学习小组用饮料瓶和两端开口的塑料吸管制作了如图所示的装置研究平抛运动，两吸管穿过瓶塞竖直插入饮料瓶中，右侧吸管下端弯成水平，为了得到平抛运动的运动轨迹，在饮料瓶中装入足量水。 (1)为了使右侧吸管喷出的水形成稳定的抛物线状水柱，应使饮料瓶中液面在_____的位置时获取水滴的运动轨迹。 A．线以上 B．线以上 C．线到线之间 D．线以下 (2)测得喷口距离地面的高度为，水滴落至水平地面时的速度与水平方向夹角为45°，不计空气阻力，则水从喷口喷出时的初速度大小为________（用及重力加速度表示）。 【答案】(1)A (2) 【详解】（1）当液面在a 线以上时，瓶内液面上方的气压通过 a 管与大气相通，因此喷口处的压强差 = 大气压 + ρgh（h 为a 管开口处的液面到喷口的高度差），这个压强差在液面下降到 a 线以下前，会保持恒定，水流初速度稳定，形成稳定的抛物线。 故选 A。 （2）水滴做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，喷口距地面高度为，由自由落体规律得落地时竖直分速度满足 已知落地速度与水平方向夹角为，因此速度满足 即，因此得初速度 ▶新情境◀【变式训练2】（2026·陕西商洛·三模）如图甲所示，某实验小组设计了一款平抛实验器，绝缘的竖直面板固定在水平底座上，面板上平铺粘贴一层导电性良好的薄铁板，铁板上铺设一层热敏纸，并用磁性胶条固定在薄铁板上，左侧上方有一绝缘轨道，轨道末端水平，抛体块被弹射后做平抛运动，抛体块和薄铁板通过柔软的细漆包线分别连接电火花计时器脉冲输出端口（图中未画出），抛体块平抛运动过程中，每次脉冲放电时会在热敏纸上留下点迹。请回答下列问题： (1)实验时电火花计时器连接的是、的交流电源，在抛体块平抛运动过程中，电火花计时器在热敏纸上打出相邻两点的时间间隔是_____________s。 (2)实验小组测量出某次实验中各点到抛出点的竖直距离y，然后根据所测数据描点，得到了图像如图乙所示，由图像可知，当地的重力加速度大小_____________。（结果保留两位有效数字） (3)实验小组结合某次实验时获得的各点到抛出点的水平距离x、竖直距离y，作出图像如图丙中实线所示。若仅减小抛体块的初速度，则得到的图像可能是图丙中的虚线_____________（填“a”“b”“c”或“d”）。 【答案】(1)0.02 (2)9.8（） (3)a 【详解】（1）由题意知打点间隔与脉冲间隔相等，则打点时间间隔 （2）根据平抛运动规律有 根据图像斜率 解得 （3）根据平抛运动的规律有， 整理可得 若仅减小抛体块的初速度，则图像的斜率增大，获得的图像可能是题图丙中的虚线a。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·浙江·高考真题）“在探究平抛运动实验中” (1)为探究水平方向分运动特点，应选用图1中的________（选填“甲”或“乙”）装置 (2)采用图2所示装置进行实验。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板后挤压复写纸，在白纸上留下印迹。下列说法正确的是________。 A．调节装置使其背板竖直 B．调节斜槽使其末端切线水平 C．以斜槽的末端在白纸上的投影点为坐标原点 D．钢球在斜槽静止释放的高度应等间距下降 (3)如图3所示，将实验中记录的印迹用平滑曲线连接，其中抛出点为坐标原点，A点（11.0cm，15.8cm）是记录的印迹，B点（11.8cm，19.6cm）是曲线上的一个点，为得到小球的水平速度，应取________（选填“A”或“B”）点进行计算，可得水平速度________m/s。（g取，所得结果保留两位有效数字） 【答案】(1)乙 (2)AB (3) B 0.59 【详解】（1）为研究水平方向分运动特点，需要将平抛运动与匀速直线运动进行对比。故应该选装置乙。 （2）A．调节装置使其背板竖直，才能保证小球落在背板上的痕迹准确反映平抛轨迹，A正确。 B．调节斜槽末端切线水平，才能保证小球抛出时初速度水平，B正确。 C．坐标原点应选小球在斜槽末端时球心的位置，不是斜槽末端的投影点，C错误。 D．每次释放小球的高度应相同，保证初速度一致，不需要等间距下降，D错误。 故选AB。 （3）[1]由图可知因为B点更接近曲线轨迹上，所以为得到小球的水平速度应该选B点进行计算； [2]从原点到B点，小球竖直方向上做自由落体运动，时间为 所以 2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $