2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)教师用-实验五　探究平抛运动的特点.docxVIP

实验五探究平抛运动的特点

原理装置图

实验操作

注意事项

使小球做平抛运动，利用描点法描绘出小球的运动轨迹，以抛出点为坐标原点，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式x=v0t和y=12gt2，得v0=xg

1.按实验原理图甲安装实验装置，使斜槽末端水平。

2.以斜槽水平部分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.使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，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，用铅笔在该位置标记为一点。用同样的方法，在小球运动轨迹上描下若干点。

4.将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点，描绘出一条平滑的曲线，如实验原理图乙所示。

1.水平:斜槽末端的切线要水平。

2.竖直:木板必须处在竖直平面内。

3.原点:坐标原点为小球在槽口时，球心在木板上的投影点。

4.同一位置:小球每次都从槽中的同一位置由静止释放。

数据

处理

1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线

若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y=ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值。

用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y=ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数。

2.计算平抛运动的初速度

(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)

在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，根据x=v0t，y=12gt2，就可求出初速度v0=xg

(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，则Δh=hBC－hAB=gt2

所以t=hBC-hABg，则初速度v0=

考点一教材原型实验

例1(2025·内蒙古呼和浩特高三联考)某兴趣小组利用斜槽和多个相同小球来研究平抛运动的特点，部分实验装置如图甲所示。

主要实验步骤如下:

①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁，调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直);

②依次将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放;

③小球运动过程中，用手机对小球进行拍摄，选择满意的照片进行分析处理。某次实验所拍照片中同时出现了三个小球，如图乙所示。

(1)在该实验中，下列说法正确的是(填正确答案标号)。?

A.斜槽末端切线水平

B.应选质量小、体积大的小球

C.图乙中的三个小球，小球A是最先释放的

D.小球尽可能从靠近斜槽的水平部分由静止释放

(2)已知该方格纸每小格的边长为10cm，当地重力加速度大小g=10m/s2，忽略空气阻力，则小球做平抛运动的水平初速度v0=m/s，图中小球B所在位置到斜槽末端的水平距离x0=m(结果均保留2位有效数字)。?

答案(1)A(2)2.00.50

解析(1)因为本实验研究平抛运动，所以斜槽末端切线必须水平，故A正确;小球体积大不利于确定位置，受到的空气阻力也会更大，故B错误;题图乙中的三个小球，小球C是最先释放的，故C错误;释放小球时，小球若离斜槽的水平部分太近，则离开斜槽的速度太小，误差增大，故D错误。

(2)小球在水平方向做匀速直线运动，故在题图乙中，由小球A运动到小球B所在位置所用的时间和由小球B运动到小球C所在位置所用的时间相等，设小球A运动到小球B所在位置所用的时间为T，正方形小方格的边长L=10cm，则在竖直方向上，有3L－2L=gT2，解得T=0.1s，在水平方向上，有2L=v0T，解得v0=2.0m/s，设在小球B所在位置的竖直分速度为vy，则有vy=5L2T=2.5m/s，由自由落体运动的速度公式有vy=gt，解得t=0.25s，小球B所在位置到斜槽末端的水平距离为x0=v0t=0.50

例2[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(选填“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9.8m/s2，保留2位有效数字)。?

答案①相同②见解析图③0.74

解析①为保证钢球每次平抛运动的初速度相同，必须让钢球在斜槽上的相同高度由静止释放。

②钢球做平抛运动的轨迹如图所示。

③因为坐标原点对应平抛起点，为方便计算

在图线上找到纵坐标为19.6cm的