高三一轮复习物理讲义 第四章　第十八课时　实验五：探究平抛运动的特点　实验六：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系课件PPT

这是一份高三一轮复习物理讲义 第四章　第十八课时　实验五：探究平抛运动的特点　实验六：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了考点一，刻度尺，考点二，Fn-ω2，角速度平方，课时精练，答案见解析，静止的小球球心正下方等内容，欢迎下载使用。
实验五：探究平抛运动的特点　实验六：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
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。2.会用控制变量法探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系并会用图像法处理数据。
考点一　实验：探究平抛运动的特点
考点二　实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
实验：探究平抛运动的特点
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
[2023·浙江6月选考·16Ⅰ(1)]在“探究平抛运动的特点”实验中(1)用图甲装置进行探究，下列说法正确的是　　。A.只能探究平抛运动水平分运动的特点B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动 的特点
(2)用图乙装置进行实验，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
(2024·浙江湖州市二模)某同学利用如图甲所示磁吸式装置探究平抛运动的规律。重力加速度g为10 m/s2。(1)在调节轨道时，发现水平仪的状态如图甲所示，此时应将轨道的右端调　　(选填“高”或“低”)。
(2)进一步用手机的“慢动作”功能拍摄，并从视频中，每24帧选取一帧进行处理得到如图乙所示的抛体运动“频闪图片”，坐标板上最小一格实际长度为1 cm。由图像可知该手机拍摄时的帧率最有可能是　　。A.240帧/秒　B.480帧/秒　C.960帧/秒
(3)结合(2)问的信息可求出小球的初速度大小为　　 m/s(计算结果保留两位有效数字)。
探索平抛运动规律创新实验
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：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
(2024·浙江嘉兴市检测)“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1∶2∶1，小球与挡板挤压，弹簧测力套筒内的标尺可显示力的大小关系。
(1)为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，现将一铁球放在C处，对另一小球，以下做法正确的是　　。A.选用相同的铁球放在A处B.选用相同的铁球放在B处C.选用相同大小的铝球放在A处D.选用相同大小的铝球放在B处
(2)通过本实验可以得到的结果有　　。A.在半径和角速度一定的情况下，向心力的 大小与质量成正比B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大 小与角速度成反比C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
(3)当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，匀速转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为　　　。
(4)用此装置做实验有较大的误差，误差产生的主要原因是　　。A.匀速转动时的速度过大B.读数时标尺露出的红白相间的等分格数不 稳定
针对训练　[2023·浙江1月选考·16Ⅰ(2)]“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。(1)采用的实验方法是　　。A.控制变量法　　B.等效法　　C.模拟法
小”“角速度平方”或“周期平方”)；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值　 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
(2)在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的　　　　 　之比(选填“线速度大
(2025·浙江省新阵地教育联盟联考)在“探究向心力大小表达式”的实验中，某小组通过如图甲所示装置进行实验，将一滑块套入水平杆上，一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块做匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。
(1)为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转半径保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则角速度ω=　　　(用Δt、r、d表示)；
精练高频考点提升关键能力
1.(2026·浙江省名校协作体联考)某同学利用如图甲所示的装置探究平抛运动：(1)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。下列操作合理的是　　　。
A.重垂线是为了确定轨道末端是否水平B.记录小球位置时，挡板不必等间距下降C.描点作图线时，应该用平滑的曲线连接所有的点D.每次小球释放的初始位置必须相同
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于O点，在下图中，坐标原点选择正确的是　　。
(3)如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度5 cm。从图像上分析，计算得小球经过B点的速度为　　 m/s。(重力加速度g取10 m/s2，结果保留两位有效数字) 
2.(2025·浙江杭州市检测)探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的向心力演示器如图甲所示，转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。如图乙所示是演示器部分原理示意图：两转臂上黑白格的长度相等，A、B、C为三根固定在转臂上的挡板(长槽的长度为短槽的2倍，挡板A在长槽正中间)，可对转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。根据图甲中向心力演示器标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。已知塔轮①和塔轮④的半径相等，塔轮②和塔轮⑤的半径之比为2∶1，塔轮③和塔轮⑥的半径之比为3∶1。由于皮带
长度和传动效果的限制，皮带只能同时套在同一层的塔轮上，即同时套在塔轮①和塔轮④、塔轮②和塔轮⑤或塔轮③和塔轮⑥上。
(1)探究向心力大小与角速度大小之间的关系时，应选择半径　　　 (填“相同”或“不同”)的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在　　处。A.挡板A与挡板BB.挡板A与挡板CC.挡板B与挡板C
(2)某同学用质量为3m和m的两个小球进行探究实验，他分别把两小球同时放在左右转臂上的合适位置，通过调整皮带套在塔轮的位置，转动手柄，得到两个标尺上示数差别最大的结果，此时标尺的最大示数和最小示数之比为　　　。
3.(2025·浙江省浙南名校联盟一模)某小组进行“探究平抛运动的特点”实验，实验装置如图甲所示。实验时，该小组用手机拍摄小球做平抛运动的过程，帧频为30帧/秒，然后将视频导入某款软件进行分析，得到实验规律。(1)关于该实验，下列说法正确的有　　 。A.选择体积小、密度大的小球B.斜槽的末端必须水平C.为减小阻力影响，斜槽必须光滑
(2)将视频导入软件后，以抛出点为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直方向建立y轴，得到轨迹如图乙所示。运用图乙中的数据(计算结果均保留3位有效数字)①小球在水平方向的速度大小v=　　 m/s；
②拟合得到轨迹方程为y=kx2，其中k=2.17 m-1，由此求得当地重力加速度g=　　　 m/s2；
③试再给出计算重力加速度的两种方法，不需要计算：　　　　　。
4.利用如图甲所示的圆锥摆装置验证向心力表达式，步骤如下：(1)用天平测出密度较大的小球的质量为m，如图乙所示用20分度游标卡尺测出小球的直径D=　　　 cm。小球静止时，用刻度尺测量此时悬挂点与小球上端之间的竖直距离为L。
(2)在白纸上画几个不同半径的同心圆，用刻度尺测量各个圆的半径r。将白纸平铺在水平桌面上，使同心圆的圆心刚好位于　　 　　　。让小球做圆锥摆运动，俯视观察小球，其在水平面上沿着白纸上某个圆做圆周运动，当运动稳定时，用秒表测量小球运动5圈所用的时间t。
(3)用向心力表达式推导出Fn=　　　 　(用m、t、r和圆周率π表示)；通过受力分析，推导出小球做圆周运动时所受合力F合=_________________(用m、r、D、L和重力加速度g表示)。将记录的数据代入到上述两个表达式中进行计算。
(4)改变绳长，重复(2)、(3)实验步骤，记录多组数据。(5)通过比较每一组实验数据计算出的Fn和F合的大小，在误差允许的范围内近似相等。由此，向心力的表达式得以验证。