新高考物理一轮复习分层提升练习专题26 探究平抛运动的特点（原卷版）.doc

专题26探究平抛运动的特点

导练目标

导练内容

目标1

教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理

目标2

新高考的改进创新实验

【知识导学与典例导练】

教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理

1.实验目的：

（1）学会用实验的方法探究平抛运动的特点；

（2）通过数据分析描绘平抛运动的轨迹。

2.实验思路：由于物体是沿水平方向抛出的,在运动过程中只受重力作用。因此平抛运动可能是水平方向和竖直方向分运动的合成。那么只要研究出这两个分运动的特点,平抛运动的规律就清楚了。

3.进行实验：

（1）实验器材：小钢球、斜槽轨道、木板及竖直固定支架、坐标纸、图钉、重锤、铅笔、三角板、刻度尺等。

（2）实验步骤：

实验装置如图所示。斜槽M末端水平。钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球飞出后,落到挡板上。实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹。

（3）注意事项：

①应保持斜槽末端的切线水平,钉有坐标纸的木板竖直,并使小钢球运动时靠近坐标纸但不接触。

②小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下,在斜槽上释放小钢球的高度应适当,使小钢球以合适的水平初速度抛出,其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布,从而减小测量误差。

③坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点。

【例1】在“研究平抛运动”实验中，

（1）如图1所示，当小球飞出后，与横挡条相撞（图2为小球与挡条挤压复写纸的侧面图），通过挤压，复写纸会在白纸上留下一个痕迹，在描绘平抛运动轨迹时，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的___________；

A．球的底端

B．球心

C．球的上端

（2）在此实验中，下列说法错误的是___________；

A．斜槽轨道必须光滑

B．记录的点应适当多一些

C．用平滑曲线把所有的点连接起来

D．y轴的方向根据重垂线来确定

（3）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3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___________。

新高考的改进创新实验

1.频闪照相法

【例2】利用频闪仪给运动物体拍照是研究物体做变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动的规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。根据平抛运动规律分析下列问题（g取10m/s2）。

（1）下面说法正确的是_____（填选项前的字母）。

A．使用密度大、体积小的小球

B．必须测出平抛小球的质量

C．斜槽轨道末端切线水平

D．尽量减小小球与斜槽之间的摩擦力

（2）图乙中，频闪仪B所拍摄的频闪照片为乙图中的_________（选填“a”或“b”）。

（3）测得图乙（a）中OP距离为45cm，（b）中OP距离为30cm，小球在P点速度大小应为_______m/s。（结果可用根号表示）

2.单摆断线法

【例3】利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（甲）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO’＝h（h＞L）。

（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：____________。

（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O’C＝s，则小球做平抛运动的初速度为v0________。

（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角?，小球落点与O’点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cos?为横坐标，得到如图（乙）所示图像。则当?＝30?时，s为________m；若悬线长L＝1.0m，悬点到木板间的距离OO’为________m。

3.挡板平移法

【例4】“研究平抛物的运动”实验的装置如图甲所示，小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动，竖直木板上固定有白纸，每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰