第21讲++实验5　探究平抛运动的特点2026年高考物理一轮复习精讲课件

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高中物理一轮复习系列课件第21讲 实验5：探究平抛运动的特点实验目的01.1.学会用控制变量法研究物理量之间的关系.2.探究加速度与力、质量的关系.3.掌握利用图像处理数据的方法.考点CONTENT基本原理创新设计基本原理考点一实验思路01.用描迹法逐点画出小钢球做平抛运动的轨迹，判断轨迹是否为抛物线，并求出小钢球的初速度.实验器材02.末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、　　　　、铅垂线、三角板、铅笔等.刻度尺实验原理03.必备知识1.在同一高度将A球水平抛出的同时由静止释放B球，两球同时落地，说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动。2.用描迹法画出小球平抛运动的轨迹，以抛出点为坐标原点建立直角坐标系，在轨迹上选取A、B、C、D四点，满足yA∶yB∶yC∶yD＝1∶4∶9∶16，则有TOA＝TAB＝TBC＝TCD，由xA∶xB∶xC∶xD＝1∶2∶3∶4可知平抛运动水平分运动为匀速运动。实验步骤04.必备知识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，并用铅垂线检查背板是否　　　.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　　　，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能　　　　　　　　　　　　　，则表明斜槽末端已调水平，如图.竖直水平静止在直轨道上的任意位置实验步骤04.必备知识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，会挤压复写纸，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__________________________________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.斜槽末端处小球球心在白纸上的投影数据处理05.必备知识1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹交点分别记为M1、M2、M3、…，若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标和x坐标之间应该满足关系式y＝ax2(a是待定常量)，用刻度尺测量某点的x、y两个坐标值代入y＝ax2求出a，再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线.数据处理05.必备知识  注意事项06.必备知识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　　 ，否则小球的运动就不是平抛运动了.2.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　　　　　.(3)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　　　在背板上的水平投影点.水平速度相等球心误差分析07.必备知识1.斜槽末端没有调至水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。2.确定小球运动的位置时不准确。3.量取轨迹上各点坐标时不准确。必刷真题09.真题1（2）用图2装置进行实验，下列说法正确的是 。 A．斜槽轨道M必须光滑且其末端水平 B．上下调节挡板N时必须每次等间距移动 C． 小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下【解析】（2）[2]AC．为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了保证小球抛出时速度相等，每一次小球需要静止从同一位置释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确；B．上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。故选C。必刷真题09.真题1（3）用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0为 。必刷真题09.解析必刷真题09.真题2(2021·全国乙卷·T22)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出.完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为 m/s，竖直分量大小为 m/s；1.02.0必刷真题09.解析小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，因此速度的水平分量大小为v0＝ ＝1.0 m/s；竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，因此小球在A点速度的竖直分量大小为必刷真题09.真题2(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为_____ m/s2.9.7实验步骤03.实验步骤04.数据处理05.注意事项06.例题精选09.例题1例题解析12.例题1创新设计考点二创新设计01.装置改进01.关键能力1.频闪仪器2.传感器方法创新02. 利用改变相同水平距离控制相同的运动时间，实验中用一块附上复写纸和白纸的竖直木板，小球从斜面上滑下，平抛后撞在木板上留下痕迹，准确地确定落点，进而确定小球在不同水平位置的竖直位置。关键能力oxy水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹如图，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴。方法创新02.学以致用03.例题2某实验小组利用如图甲所示装置测定平抛运动的初速度.把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行.每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点.(1)为了正确完成实验，以下做法必要的是________.A.实验时应保持桌面水平B.每次应使钢球从静止开始释放C.使斜面的底边ab与桌边重合D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面AB学以致用03.解析实验过程中要保证钢球水平抛出，所以要保持桌面水平，故A正确；为保证钢球抛出时速度相同，每次应使钢球从同一位置由静止释放，故B正确；实验只要每次钢球水平抛出时速度相同即可，斜面底边ab与桌面重合时，钢球不是水平抛出，而钢球与斜面间的摩擦力大小对于本实验无影响，故C、D错误.学以致用03.例题2(2)实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2 m，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0 cm、25.0 cm、35.0 cm，如图乙.重力加速度g＝10 m/s2，钢球平抛的初速度为_______ m/s.2学以致用03.解析每次将木板向远离桌子的方向移动0.2 m，则在白纸上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等，钢球抛出后在竖直方向上做自由落体运动，根据Δx＝gT2可知，学以致用03.例题2(3)如图甲装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是方便调整木板，使其保持在竖直平面上悬挂铅垂线的目的是方便调整木板，使其保持在竖直平面上.必刷真题04.真题3（2023·北京）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。（1）关于实验，下列做法正确的是 （填选项前的字母）。A．选择体积小、质量大的小球     B．借助重垂线确定竖直方向C．先抛出小球，再打开频闪仪     D．水平抛出小球【解析】（1）[1]A．用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，选择体积小质量大的小球可以减小空气阻力的影响，A正确；B．本实验需要借助重垂线确定竖直方向，B正确；CD．实验过程先打开频闪仪，再水平抛出小球，C错误，D正确。故选ABD。必刷真题04.真题3（2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做 运动；根据 ，可判断A球水平方向做匀速直线运动。【解析】（2）[2][3]根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可以判断出A球竖直方向做自由落体运动；根据A球相邻两位置水平距离相等，可以判断A球水平方向做匀速直线运动。必刷真题04.真题3（3）某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的 个位置。必刷真题04.真题3（4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xoy，并测量出另外两个位置的坐标值（x1,y1）、（x2,y2），如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为 。必刷真题04.解析例题精选09.例题1例题解析12.例题1THANKS