第4章 实验5 探究平抛运动的特点(教参Word版)-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮讲义

该高中物理高考复习讲义聚焦平抛运动实验核心考点，依据运动的合成与分解原理，整合数据处理、注意事项、误差分析等要素，构建“原理梳理-操作规范-误差控制-真题应用”复习框架，通过考点精讲、方法归纳、典例剖析环节，帮助学生掌握探究方法与解题技巧。 讲义以科学探究为导向，设计“基础操作-数据处理-创新应用”分层训练，如典例2通过频闪照片用逐差法算时间间隔，培养科学思维中的科学推理能力。设置原型与创新实验对比，配合即时反馈的真题演练，助力学生高效突破难点，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

实验五　探究平抛运动的特点 数据处理 1．以O点为原点，水平方向为x轴，竖直向下方向为y轴建立坐标系． 2．在小球平抛运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点，测出它们的x、y坐标值，记到表格内． 3．把测到的坐标值依次代入公式v0＝x，求出小球平抛的初速度，并计算其平均值． 注意事项 1．保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直且与小球下落的平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触． 2．小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下． 3．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，球的重心在木板上的水平投影点． 4．小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角． 5．要选取距O点远些的点来计算小球的初速度，这样可减小误差． 误差分析 1．安装斜槽时，其末端切线不水平． 2．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点． 3．空气阻力使小球不是真正的平抛． 热点一　教材原型实验 [典例1]　 (2024·河北卷)图1为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹．某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图2所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点． 图1 (1)每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度　________　(填“相同”或“不同”)． (2)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹． 图2 (3)根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为　________　m/s(当地重力加速度g为9.8 m/s2，保留2位有效数字)． [解析]　(1)为保证钢球每次平抛运动的初速度相同，必须让钢球在斜槽上的相同高度由静止释放． (2)钢球做平抛运动的轨迹如图所示． (3)因为坐标原点对应平抛起点，为方便计算，在图线上找到纵坐标为19.6 cm的点为研究点，该点的坐标为(14.1 cm,19.6 cm)，将研究点的数据代入y＝gt2、v0＝，解得v0≈0.71 m/s. [答案]　(1)相同　(2)见解析　(3)0.71 [典例2]　图甲是一个能够定性平抛运动及其特点的实验装置，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动．然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动，得到了如图丙坐标系中的几个点． 丙 (1)甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做　__________　运动． (2)在调节轨道时，发现水平仪中的气泡在右侧，此时应将轨道的右端调　____________　(选填“高”或“低”)． (3)同学用专业相机以200帧/秒拍摄照片如图丙所示，并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图所示的抛体运动“频闪图片”，由图像可知n＝　__________　(n为整数，g＝10 m/s2)，测得坐标纸的方格边长为9 mm，由此可得到平抛运动的初速度为　__________　m/s. [解析]　(1)甲图两球同时落地，说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动． (2)水平仪右端有气泡，说明右端偏高，则应把右侧调低． (3) 小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法公式Δy＝gT2， 由图可知Δy＝9 mm＝0.009 m，相邻两点的时间间隔相等，设为T，则T＝＝ s＝0.03 s，因为相机以200帧/秒拍摄照片，即每0.005 s拍摄一帧，每n帧的时间为0.005ns，可得0.005ns＝0.03 s，解得n＝6，在水平方向上，小球做匀速直线运动，小球平抛运动的初速度v0＝＝＝0.3 m/s. [答案]　(1)自由落体　(2)低　(3)6　0.3 热点二　拓展创新实验 [典例3]　某实验小组利用如图甲的装置来探究平抛运动的特点．小球A和接收器B组成二维运动传感器，弹射器弹出小球A后，接收器B每隔相等的时间T，采集一次小球A的位置信息，并将数据发送给计算机进行处理． 甲　　　　　　　　　　乙 (1)下列实验步骤必要的是　________　(填正确选项前字母)． 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小球A C．为了减小实验误差，小球A与弹簧底部接触面一定要光滑 (2)弹射器将小球A弹出后，计算机利用接收到的数据绘出了小球A运动的点迹，如图乙所示，每小格的边长L＝2.5 cm. (3)通过实验，试分析a点　________　(填“是”或“不是”)平抛的起点：接收器B采集小球A位置的周期T＝　________　s，则小球A做平抛运动的初速度大小为　________　m/s，小球A经过b点时的速度大小为　________　m/s(g取10 m/s2)． [解析]　(1)要保证每次小球A都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，A项正确；为了减小实验误差，减少空气阻力的影响，应选用体积小密度大的小球，B项正确；只需要弹射器弹出小球A有初速度即可，大小没有关系，不一定需要底面光滑，C项错误． (3)由竖直位移可知，a、b、c、d四点竖直位移为1∶2∶3，不满足1∶3∶5，故小球A在a点有竖直初速度，因此a点不是平抛起点； 根据题意，由图乙可知，相邻两点间的水平位移相等，则相邻两点间的时间间隔相等，设相等时间为T，水平方向有2L＝v0T 竖直方向有2L－L＝gT2 联立解得T＝0.05 s，v0＝1 m/s 小球A运动到b点时，竖直分速度为vBy＝＝0.75 m/s 则小球A经过b点时的速度大小为vB＝＝1.25 m/s. [答案]　(1) AB　(3)不是　0.05　1　1.25 学科网（北京）股份有限公司 $