第4章 实验五 探究平抛运动的特点（课时作业）-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

该高中物理高考复习课件聚焦“探究平抛运动的特点”实验专题，依据高考评价体系梳理了实验原理、器材选择、数据处理等核心考点，通过近五年高考真题分析明确实验题8分/题的稳定占比，归纳现象分析、误差判断、速度计算等常考题型，体现备考的针对性与实用性。 课件亮点在于“真题情境+素养导向+技巧提炼”，如结合2024河北卷频闪照片数据，运用科学思维中的模型建构（平抛运动分解模型）和科学探究中的证据分析（逐差法验证规律），指导学生掌握“轨迹方程法”“误差归因法”等突破技巧。帮助学生提升实验题得分率，教师可依此精准把握学情，优化复习策略。

2 3 4 5 6 1 1.(8分)两位同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动的特点”的实验。 (1)甲同学采用如图甲所示的装置,用小锤击打弹性金属片,使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,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明:   　 。  平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 解析:通过对照实验,说明两球运动具有等时性,由此说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。 2 3 4 5 6 1 (2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看作与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端水平射出,实验可观察到的现象应是　　　　 　　。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明: 　 。  P球击中Q球 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 2 3 4 5 6 1 解析:两球在水平轨道上相遇,水平方向运动情况相同,说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 2 3 4 5 6 1 2.(8分)采用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。 (1)实验时需要下列哪个器材　　　　。  A.弹簧测力计 B.重垂线 C.打点计时器 解析:实验时需要重垂线来确定竖直方向,不需要弹簧测力计和打点计时器,故选B。 B 2 3 4 5 6 1 (2)做实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列一些操作要求,正确的是　　　　。  A.每次必须由同一位置静止释放小球 B.挡板每次必须严格地等距离下降记录小球位置 C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触 D.记录的点应适当多一些 ACD 2 3 4 5 6 1 解析:实验时每次必须由同一位置静止释放小球,以保证小球到达轨道最低点的速度相同,选项A正确;挡板每次不一定严格地等距离下降记录小球位置,选项B错误;小球运动时不应与木板上的白纸相接触,否则会改变运动轨迹,选项C正确;记录的点应适当多一些,以减小误差,选项D正确。 2 3 4 5 6 1 (3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,记录下如图乙所示的频闪照片。在测得x1、x2、x3、x4后,需要验证的关系是　　　　　　　　。已知频闪周期为T,用下列计算式求得的水平速度,误差较小的是　　　　。   A.　　　B.　　　C.　　　D. x4-x3=x3-x2=x2-x1 D 2 3 4 5 6 1 解析:因相邻两位置的时间间隔相同,若小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,则应满足:x4-x3=x3-x2=x2-x1;由小球最后一个位置与第一个位置的水平距离计算求得的水平速度误差较小,则用计算式求得的水平速度误差较小,故选D。 2 3 4 5 6 1 3.(8分)在“探究平抛运动的特点”实验中,利用一管口直径略大于小球直径的直管来确定平抛小球的落点及速度方向(只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中),重力加速度为g。 如图所示,一倾斜角度为θ的斜面AB,A点为斜面最低点,直管保持与斜面垂直,管口与斜面在同一平面内,平抛运动实验轨道抛出口位于A点正上方某处。为让小球能够落入直管,可以根据需要沿斜面移动直管。 2 3 4 5 6 1 (1)以下是实验中的一些做法,合理的是　　　　。  A.斜槽轨道必须光滑 B.安装斜槽轨道,使其末端保持水平 C.若轨道粗糙,需调整轨道角度平衡摩擦力 D.选择密度较小的小球 B 2 3 4 5 6 1 解析:每次只要小球从斜槽某个固定位置由静止滚下,就能保证到达斜槽末端的速度相等,不必要求斜槽光滑,也不必平衡摩擦力,A、C错误;由于小球离开斜槽后做平抛运动,因此斜槽末端必须保持水平,B正确;为了减小空气阻力的影响,应尽可能选择密度较大的小球,D错误。 2 3 4 5 6 1 (2)某次平抛运动中,直管移动至P点时小球恰好可以落入其中,测量出P点至A点距离为L,根据以上数据可以计算出此次平抛运动小球在空中 飞行时间t=　　　　,初速度v0=　　　 　。(均用L、g、θ表示)  解析:由于小球离开斜槽做平抛运动,因此在水平方向上v0t=Lcos θ,又小球落入直管中时,满足tan θ=,联立解得t=,v0=。 2 3 4 5 6 1 4.(8分)(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。 2 3 4 5 6 1 (1)每次由静止释放钢球时,钢球在斜槽上的高度　　　　　　(选填“相同”或“不同”)。  解析: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同一位置由静止释放,故高度相同。 相同 2 3 4 5 6 1 (2)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。 解析:描点连线用平滑曲线连接, 钢球做平抛运动的轨迹如图所示。 答案:图见解析 2 3 4 5 6 1 (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,保留两位有效数字)。  解析:因为抛出点在坐标原点,为方便计算,在图线上找到较远的点,在图线上找到坐标为19.6 cm的点为研究位置,该点坐标为(14.1 cm,19.6 cm),根据平抛运动规律有x=v0t,y=gt2, 解得v0≈0.71 m/s。 0.71 2 3 4 5 6 1 5.(10分)(2026·广东佛山开学考)某同学在佛山利用二维运动传感器研究平抛运动,实验装置如图甲,圆形信号发射器每隔0.05 s发出一次信号,计算机利用信号接收点1、2接收到的信号之间的差异,可计算出信号发射器的实时位置,图乙是某次实验计算机绘制出的信号发射器平抛运动时的平面坐标位置图,图中每个小方格的边长为1 cm。 2 3 4 5 6 1 (1)图乙数据若满足　　　　≈　　　　≈　　　　(使用图乙中物理量符号表示),即可认为圆形信号发射器在竖直方向的运动近似为匀加速直线运动。   s4-s3 s3-s2 s2-s1 解析:根据匀变速直线运动推论,连续相等时间内的位移差相等可知,若s4-s3=s3-s2=s2-s1,即可认为圆形信号发射器在竖直方向的运动近似为匀加速直线运动。 2 3 4 5 6 1 (2)根据图乙中数据,计算出圆形信号发射器经过A点时的水平方向速度为　　　　m/s,以及当地重力加速度的大小为　　　　m/s2。(结果均保留三位有效数字)  1.00 9.90 解析:根据题意,由题图乙中数据可得,圆形信号发射器经过A点时的水平方向速度为vA== m/s=1.00 m/s,竖直方向上,由逐差法有(s4+s3)-(s2+s1)=g(2T)2,解得当地重力加速度的大小为g=9.90 m/s2。 2 3 4 5 6 1 (3)通过查找资料发现,广东地区的重力加速度为9.78 m/s2,实验结果出现该偏差的原因可能是　　　　。   A.圆形信号发射器运动过程中受到空气阻力 B.信号实际发射间隔大于0.05 s C.轨道的出口处不水平 D.轨道不光滑 B 2 3 4 5 6 1 解析:圆形信号发射器运动过程中受到空气阻力,则测得的重力加速度应偏小,故A错误;信号实际发射间隔大于0.05 s,则时间T偏小,测得的重力加速度偏大,故B正确;轨道的出口处不水平、轨道不光滑不影响竖直方向上重力加速度的测量,故C、D错误。 2 3 4 5 6 1 6.(10分)(2026·广东汕头金山中学月考)2025年夏天,异常炎热,这注定水枪销售火爆,不仅儿童玩水枪,甚至成人也开始玩。据报道,汕头当地工厂几乎都在做电动水枪,生产电动水枪的玩具厂数量相较去年增长至原来的5倍;在玩具枪市场,今年夏天水枪销量占比已经超过了90%。小明同学有一把电动水枪,它有三种模式,一种是散射,一种是直线连续喷射,第三种是脉冲式发射。小明同学想测定后两种模式水枪的发射速度。 2 3 4 5 6 1 (1)将电动水枪水平固定在铁架台上,采用直线连续喷水模式,按压扳机后细水柱沿直线喷出,在空中划出一条曲线。在铁架台后面平行于水枪竖直固定一块坐标板,使O点处于枪口位置,x轴与枪口在同一水平线上,水枪喷水后用手机拍照,得到如图乙所示的轨迹。如果重力加速度g= 10 m/s2,忽略空气阻力,根据图中轨迹可得初速度v0=　　　　m/s(结果保留一位小数)。  2.5 2 3 4 5 6 1 解析:在题图乙中选点(100 cm,80 cm),由平抛运动规律有y=gt2,x=v0t,代入数据解得t=0.4 s,v0=2.5 m/s。 2 3 4 5 6 1 (2)如果水枪并不完全水平,而是枪口略向下偏,则根据图乙数据测出的初速度相对实际值　　　　(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。  偏小 解析:如果水枪枪口略向下偏,则射程会偏小,根据题图乙数据测出的初速度相对实际值偏小。 2 3 4 5 6 1 (3)改用脉冲发射方式,每次发射都射出一个“水弹”(很短的小水柱)。测出枪口的高度及“水弹”的射程。改变水枪高度,多次实验。根据实验数据作出枪口高度“y”与射程的平方(x2)关系图线如图丙所示。 如果重力加速度g=10 m/s2,由图可知水枪发射“水弹”的初速度大小为 　　　　m/s。  5 解析:由平抛运动规律有y=gt2,x=v0t,消去t可得y=x2,在题图丙中如果都取米为单位,则可得图线斜率k===0.2,可得v0=5 m/s。 $