2027届高三物理一轮复习课件：第四章　第二十课时　实验五：探究平抛运动的特点_含解析

这是一份2027届高三物理一轮复习课件：第四章　第二十课时　实验五：探究平抛运动的特点_含解析，共63页。PPT课件主要包含了第20课时，课时精练，考点一，刻度尺，答案见解析图，考点二，Fn-ω2，小钢球，的质量，角速度等内容，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，能熟练操作器材，会在实验中描绘其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
(2024·河北卷·11(2))图甲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，得到了如图乙所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。
(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。
(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)。 
0.70(0.68、0.69、0.71、0.72均可)
(2025·安徽省江南十校一模)小明同学预习“实验：探究平抛运动的特点”这一内容时，在家里就地取材设计了实验。如图甲所示，在高度为80.0 cm的水平桌面上用长木板做成一个斜面，使小球从斜面上某一位置滚下，滚过桌边后小球做平抛运动。当地重力加速度为9.8 m/s2。(1)关于本实验，下列说法正确的是　 　。 A.实验时应保持桌面水平B.应使用体积小、质量大的小球C.必须保证长木板与桌面的材料相同
(2)为了记录小球的落点痕迹，小明依次将白纸和复写纸固定在竖直墙上，再把桌子搬到墙壁附近。从斜面上某处无初速度释放小球，使其飞离桌面时的速度与墙壁垂直，小球与墙壁碰撞后在白纸上留下落点痕迹。改变桌子与墙壁的距离(每次沿垂直于墙壁方向移动10.0 cm)，重复实验，白纸上将留下一系
列落点痕迹，挑选有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。根据测量的数据，可得小球离开桌面时的速度大小为　　　 m/s，打到B点时的速度大小为　　　 m/s。(结果均保留1位小数) 
探究平抛运动规律创新实验
实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
“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)本实验利用的物理方法为　　　。 A.理想实验法B.控制变量法 C.等效替代法
(2)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
(3)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
(4)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　　　　。 
(5)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
(2026·海南海口市检测)为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系a=ω2r，某同学设计了如图所示的实验装置。其中AB是固定在竖直转轴OO'上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤：①测出挡光片与转轴的距离为L；②将小钢球紧靠压力传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r；③使凹槽AB绕转轴OO'匀速转动；④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间Δt。
(1)小钢球转动的角速度ω=　　　　(用L、d、Δt表示)。 
(2)若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出_______________，若该物理量用字母x表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为　　　　　　(用L、d、Δt、F、r、x表示)。 
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1.(2025·湖南长沙市模拟)“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图(a)所示。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，变速塔轮自上而下按如图(b)所示三种组合方式。回答以下问题：
(1)下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是　　　　。 A.探究两个互成角度的力的合成规律B.探究加速度与物体受力、物体质量的关系C.探究影响单摆周期的因素D.探究平抛运动的特点
(2)实验时将质量相同的球1、球2分别放在挡板A、C位置，将皮带置于变速塔轮第二层，转动手柄观察左右两个标尺，此过程是探究向心力的大小与　　　　　的关系。 
(3)实验中，在记录两个标尺露出等分的格数时，由于转速不稳定，不便于读数，同时记录两边的格数会有较大的误差。于是有同学提出用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数。下列说法正确的是　　　。 A.该方法可行，但仍需要匀速转动手柄B.该方法可行，且不需要匀速转动手柄C.该方法不可行，因不能确定拍照时转速是否稳定
2.(2026·江苏南通市检测)某学习小组利用如图甲、乙所示的装置探究平抛运动的特点。
(1)如图甲所示，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，实验现象是A、B球同时落地，该现象说明A球　　。A.竖直方向做的是自由落体运动B.水平方向做的是匀速直线运动
(2)如图乙所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q水平飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。下列说法正确的是　　　。 A.尽可能减小钢球与斜槽之间的摩擦B.通过调节使硬板保持竖直C.挡板高度等间距变化D.重复实验时，钢球从斜槽的同一位置由静止释放
(3)利用图乙装置得到如图丙所示的轨迹，在轨迹上取A(非抛出点)、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2。
②已知当地重力加速度为g，可求得钢球离开斜槽末端时的速度大小为　　　　　(用x、y1、y2、g表示)。 
③若在实验中，斜槽末端切线不水平，仅从这一影响因素分析，第②问中求得钢球离开斜槽末端时的速度大小　　　　(选填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。 
3.(2024·海南卷·14)水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图(a)所示，图(b)为俯视图，测得圆盘直径D=42.02 cm，圆柱体质量m=30.0 g，圆盘绕过盘心O的竖直轴匀速转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。
为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤：(1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t=62.8 s，则圆盘转动的角速度ω=　 rad/s(π取3.14)。
(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径，某次测量的示数如图(c)所示，该读数d=________ mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。 
(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F=__________(用D、m、ω、d表示)，其大小为　　　　　 N(保留2位有效数字)。 
4.(2025·山东省实验中学诊断)实验小组利用下面三种方法来研究平抛运动。
(1)甲图中，小球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动，两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个影子，其中影子2做　　　　　运动。 
(2)乙图中两个完全相同的斜槽M、N，N置于可视为光滑的水平地面上，M在N正上方且两斜槽在同一竖直平面内，从斜槽最高点同时释放两个完全相同的小球P、Q，P球落地时正好与Q球相碰，可判断P球水平方向做　　　　　　运动。 
(3)如图丙研究斜面上的平抛运动。实验装置如图(a)所示，每次将小球从弧形轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的水平射程x，最后作出了如图(b)所示的x-tan θ图像，重力加速度g取10 m/s2，则：由图(b)可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度大小v0=　　　　 m/s。
5.(2025·内蒙古乌兰察布市二模)物理小组设计了一款如图(a)所示的研究向心力大小的实验装置，其简化示意图如图(b)，装置固定在水平桌面，在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽(表面光滑，可忽略摩擦的影响)，凹槽在电机的带动下能沿轴转动，旁边竖直固定一标尺，其上是可调高度的激光笔，实验步骤如下：
(1)将钢球放入凹槽底部，上下移动激光笔对准凹槽圆心，此时激光笔所在位置读数记为h0。(2)接通电源，开启电机调速开关，钢球往凹槽外侧运动；当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的匀速圆周运动，上下移动激光笔，当红色激光对准钢球球心位置时，记录此时激光笔所在位置读数为h1(h1>h0)，记h=h1-h0。
(3)利用光电传感器探测钢球运动的周期T，当钢球第1次被光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时，并记录为1次，达到x次时计时器停止计时，记录总时间t，则钢球运动的周期T=　　　　(用题给的符号表示)。 
(4)若适当调大电机转速，钢球运动的周期T将　　　　(填“变大”“不变”或“变小”)；则激光笔应　　　　(填“上移”“不动”或“下移”)。(5)改变电机转速，重复实验，得到多组T和h的数据，记录到表格中，并绘制h-T2图像，根据图像的斜率k还能进一步求出当地重力加速度g=　　　　(用题给的符号表示)。