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2023版高考物理一轮总复习专题4曲线运动万有引力与航天实验5探究平抛运动的特点课件
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这是一份2023版高考物理一轮总复习专题4曲线运动万有引力与航天实验5探究平抛运动的特点课件，共23页。PPT课件主要包含了同一位置等内容，欢迎下载使用。
必 备 知 识·深 悟 固 基
2．实验步骤(1)按实验原理图甲安装实验装置，使斜槽末端________．(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．(3)使小球从斜槽上____________由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在小球运动路线上描下若干点．(4)将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线，如实验原理图乙所示．
3．误差和注意事项(1)斜槽末端没有调节成水平状态，导致初速度不水平会产生误差．(2)固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直．(3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)．如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，
关 键 能 力·突 破 要 点
命题一 课标教材原型实验 [基础考查]
例1 (2021年全国卷Ⅱ)某同学利用图甲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乙所示(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乙中标出．
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图乙中位置A时，其速度的水平分量大小为________ m/s，竖直分量大小为________m/s．(2)根据图乙中数据可得，当地重力加速度的大小为__________ m/s2．【答案】(1)1.0 2.0 (2)9.7
变式1 (2021年苏锡常镇联考)某同学利用如图所示实验装置绘制小球做平抛运动的轨迹，关于此实验下列说法错误的是( )
A．斜槽轨道必须光滑且末端沿水平方向B．小球每次需从斜槽上同一位置自由滑下C．为较准确地绘出小球的运动轨迹，记录的点应适当多一些D．为较准确地绘出小球的运动轨迹，应该用平滑曲线把各记录点连起来【答案】A
【解析】为保证小球做平抛运动，斜槽轨道末端要沿水平方向，但轨道不需要必须光滑，故A错误，符合题意；为保证小球每次平抛运动的水平初速度相同，小球每次需从斜槽上同一位置自由滑下，故B正确，不符合题意；为了能用平滑曲线准确地绘出小球运动轨迹，记录的点应适当多一些，故C正确，不符合题意；为较准确地绘出小球运动轨迹，应该用平滑曲线把各记录点连起来，故D正确，不符合题意．
变式2 (2021年临沂模拟)如图为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5 cm的小方格，重力加速度g取10 m/s2，由图可知：小球从A点运动到B点经历的时间________(填“小于”“大于”或“等于”)从B点运动到C点经历的时间；照相机的闪光频率为________
Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s，小球在B点的速率是________m/s(可用根号表示)．
命题二 拓展创新实验 [能力考查]
例2 某物理实验小组采用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”．
(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________．A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图乙中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是_____．A．x2－x1＝x3－x2 B．x2－x1＜x3－x2C．x2－x1＞x3－x2 D．无法判断
(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图丙所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．重力加速度为g．可求出小球从P1运动到P2所用的时间为________，小球抛出时的水平速度为________．
变式3 (2021年广东名校模拟)用如图甲所示的装置研究平抛运动，在水平桌面上放置一个斜面，每次都让小钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动打在竖直墙壁上，把白纸和复写纸贴在墙上，就可以记录小钢球的落点．改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据．
已知四次实验中桌子右边缘离墙的水平距离分别为10 cm、20 cm、30 cm、40 cm，在白纸上记录的对应落点分别为A、B、C、D，如图乙所示．则B、C、D三点到A点的距离之比为( )A．4∶9∶16 B．3∶8∶15C．3∶5∶7 D．1∶3∶5【答案】B
必 备 知 识·深 悟 固 基
2．实验步骤(1)按实验原理图甲安装实验装置，使斜槽末端________．(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．(3)使小球从斜槽上____________由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在小球运动路线上描下若干点．(4)将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线，如实验原理图乙所示．
3．误差和注意事项(1)斜槽末端没有调节成水平状态，导致初速度不水平会产生误差．(2)固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直．(3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)．如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，
关 键 能 力·突 破 要 点
命题一 课标教材原型实验 [基础考查]
例1 (2021年全国卷Ⅱ)某同学利用图甲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乙所示(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乙中标出．
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图乙中位置A时，其速度的水平分量大小为________ m/s，竖直分量大小为________m/s．(2)根据图乙中数据可得，当地重力加速度的大小为__________ m/s2．【答案】(1)1.0 2.0 (2)9.7
变式1 (2021年苏锡常镇联考)某同学利用如图所示实验装置绘制小球做平抛运动的轨迹，关于此实验下列说法错误的是( )
A．斜槽轨道必须光滑且末端沿水平方向B．小球每次需从斜槽上同一位置自由滑下C．为较准确地绘出小球的运动轨迹，记录的点应适当多一些D．为较准确地绘出小球的运动轨迹，应该用平滑曲线把各记录点连起来【答案】A
【解析】为保证小球做平抛运动，斜槽轨道末端要沿水平方向，但轨道不需要必须光滑，故A错误，符合题意；为保证小球每次平抛运动的水平初速度相同，小球每次需从斜槽上同一位置自由滑下，故B正确，不符合题意；为了能用平滑曲线准确地绘出小球运动轨迹，记录的点应适当多一些，故C正确，不符合题意；为较准确地绘出小球运动轨迹，应该用平滑曲线把各记录点连起来，故D正确，不符合题意．
变式2 (2021年临沂模拟)如图为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5 cm的小方格，重力加速度g取10 m/s2，由图可知：小球从A点运动到B点经历的时间________(填“小于”“大于”或“等于”)从B点运动到C点经历的时间；照相机的闪光频率为________
Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s，小球在B点的速率是________m/s(可用根号表示)．
命题二 拓展创新实验 [能力考查]
例2 某物理实验小组采用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”．
(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________．A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图乙中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是_____．A．x2－x1＝x3－x2 B．x2－x1＜x3－x2C．x2－x1＞x3－x2 D．无法判断
(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图丙所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．重力加速度为g．可求出小球从P1运动到P2所用的时间为________，小球抛出时的水平速度为________．
变式3 (2021年广东名校模拟)用如图甲所示的装置研究平抛运动，在水平桌面上放置一个斜面，每次都让小钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动打在竖直墙壁上，把白纸和复写纸贴在墙上，就可以记录小钢球的落点．改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据．
已知四次实验中桌子右边缘离墙的水平距离分别为10 cm、20 cm、30 cm、40 cm，在白纸上记录的对应落点分别为A、B、C、D，如图乙所示．则B、C、D三点到A点的距离之比为( )A．4∶9∶16 B．3∶8∶15C．3∶5∶7 D．1∶3∶5【答案】B
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