物理

大一輪復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動(dòng)第19課時(shí)實(shí)驗(yàn)五：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)目標(biāo)要求1.知道平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線，能熟練操作器材，會(huì)在實(shí)驗(yàn)中描繪其軌跡。2.會(huì)通過(guò)描繪的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算物體的初速度。課時(shí)精練內(nèi)容索引考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)技能儲(chǔ)備考點(diǎn)二探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)思路用描跡法逐點(diǎn)畫出小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，判斷軌跡是否為拋物線并求出小鋼球的初速度。2.實(shí)驗(yàn)器材末端水平的斜槽、背板、擋板、復(fù)寫紙、白紙、鋼球、

、重垂線、三角板、鉛筆等。實(shí)驗(yàn)技能儲(chǔ)備考點(diǎn)一刻度尺3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)安裝、調(diào)整背板：將白紙放在復(fù)寫紙下面，然后固定在裝置背板上，并用重垂線檢查背板是否

。(2)安裝、調(diào)整斜槽：將固定有斜槽的木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，用平衡法檢查斜槽末端是否

，也就是將小球放在斜槽末端直軌道上，小球若能_______________

，則表明斜槽末端已調(diào)水平，如圖。豎直水平靜止在直軌道上的任意位置(3)描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：讓小球在斜槽的某一固定位置由靜止?jié)L下，并從斜槽末端飛出開始做平拋運(yùn)動(dòng)，小球落到傾斜的擋板上，擠壓復(fù)寫紙，會(huì)在白紙上留下印跡。取下白紙用平滑的曲線把這些印跡連接起來(lái)，就得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。(4)確定坐標(biāo)原點(diǎn)及坐標(biāo)軸：選定__________________________________為坐標(biāo)原點(diǎn)O，從坐標(biāo)原點(diǎn)O畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸。斜槽末端處小球球心在白紙上的投影點(diǎn)4.數(shù)據(jù)處理(1)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線如圖所示，在x軸上找出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3…，把線段OA1的長(zhǎng)度記為l，則OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3…向下作垂線，與軌跡交點(diǎn)分別記為M1、M2、M3…，若軌跡是一條拋物線，則各點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)之間應(yīng)該滿足關(guān)系式y(tǒng)＝ax2(a是待定常量)，用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)值代入y＝ax2求出a，再測(cè)量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，代入y＝ax2，若在誤差范圍內(nèi)都滿足這個(gè)關(guān)系式，則這條曲線是一條拋物線。

5.注意事項(xiàng)(1)固定斜槽時(shí)，要保證斜槽末端的切線水平，以保證小球的初速度

，否則小球的運(yùn)動(dòng)就不是平拋運(yùn)動(dòng)了。(2)小球每次從槽中的同一位置由靜止釋放，這樣可以確保每次小球拋出時(shí)的

相等。(3)坐標(biāo)原點(diǎn)(小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn))不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的

在背板上的水平投影點(diǎn)。水平速度球心

(2024·河北卷·11(2))圖甲為探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標(biāo)紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標(biāo)紙上留下印跡。某同學(xué)利用此裝置通過(guò)多次釋放鋼球，得到了如圖乙所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對(duì)應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)應(yīng)平拋起點(diǎn)。例1(1)每次由靜止釋放鋼球時(shí)，鋼球在斜槽上的高度

(填“相同”或“不同”)。相同為保證鋼球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置靜止釋放，故釋放鋼球時(shí)高度相同。(2)在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。答案見解析圖描點(diǎn)連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示(3)根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為__________________

m/s(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字)。0.70(0.68、0.69、0.71、0.72均可)

(2022·福建卷·11)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示裝置驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將斜槽固定在貼有復(fù)寫紙和白紙的木板邊緣，調(diào)節(jié)槽口水平并使木板豎直；把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O，建立xOy坐標(biāo)系。然后從斜槽上固定的位置釋放小球，小球落到擋板上并在白紙上留下印跡。上下調(diào)節(jié)擋板進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。例2實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)量各印跡中心點(diǎn)O1、O2、O3…的坐標(biāo)，并填入表格中，計(jì)算對(duì)應(yīng)的x2值。

O1O2O3O4O5O6y/cm2.956.529.2713.2016.6119.90x/cm5.958.8110.7412.4914.0515.28x2/cm235.477.6115.3156.0197.4233.5(1)根據(jù)上表數(shù)據(jù)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上補(bǔ)上O4數(shù)據(jù)點(diǎn)，并繪制“y－x2”圖線。答案見解析圖根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出O4數(shù)據(jù)點(diǎn)，并繪制“y－x2”圖線如圖所示(2)由y－x2圖線可知，小球下落的高度y與水平距離的平方x2成

(填“線性”或“非線性”)關(guān)系，由此判斷小球下落的軌跡是拋物線。線性由y－x2圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線可知，小球下落的高度y與水平距離的平方x2成線性關(guān)系。(3)由y－x2圖線求得斜率k，小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度表達(dá)式為v0＝

(用斜率k和重力加速度g表示)。

(4)該實(shí)驗(yàn)得到的y－x2圖線常不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的原因是______________

。水平射出點(diǎn)未與O點(diǎn)重合y－x2圖線是一條直線，但常不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的y值偏大或偏小一個(gè)定值，這是小球的水平射出點(diǎn)未與O點(diǎn)重合，位于坐標(biāo)原點(diǎn)O上方或下方所造成的。返回探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)二常見的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新

利用噴水法、頻閃照相法、用傳感器和計(jì)算機(jī)都可以描繪物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡實(shí)驗(yàn)過(guò)程創(chuàng)新

間隔相等距離后移擋板數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新用圖像法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示裝置測(cè)定平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。把白紙和復(fù)寫紙疊放在一起固定在豎直木板上，在桌面上固定一個(gè)斜面，斜面的底邊ab與桌子邊緣及木板均平行。每次改變木板和桌邊之間的距離，讓鋼球從斜面頂端同一位置滾下，通過(guò)碰撞復(fù)寫紙，在白紙上記錄鋼球的落點(diǎn)。例3(1)為了正確完成實(shí)驗(yàn)，以下做法必要的是

。A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持桌面水平B.每次應(yīng)使鋼球從靜止開始釋放C.使斜面的底邊ab與桌邊重合D.選擇與鋼球間的摩擦力盡可能小的斜面AB實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要保證鋼球水平拋出，所以要保持桌面水平，故A正確；為保證鋼球拋出時(shí)速度相同，每次應(yīng)使鋼球從同一位置由靜止釋放，故B正確；只要每次鋼球水平拋出時(shí)速度相同即可，斜面底邊ab與桌邊重合時(shí)，鋼球不是水平拋出，而鋼球與斜面間的摩擦力大小對(duì)于本實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，故C、D錯(cuò)誤。(2)實(shí)驗(yàn)小組每次將木板向遠(yuǎn)離桌子的方向移動(dòng)0.2m，在白紙上記錄了鋼球的4個(gè)落點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)之間的距離依次為15.0cm、25.0cm、35.0cm，如圖乙。重力加速度g取10m/s2，鋼球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為

m/s。2

(3)圖甲裝置中，木板上懸掛一條鉛垂線，其作用是______________________________________。方便調(diào)整木板，使其保持在豎直平面上懸掛鉛垂線的目的是方便調(diào)整木板，使其保持在豎直平面上。返回課時(shí)精練對(duì)一對(duì)題號(hào)1答案(1)B

(2)ACD

(3)x4－x3＝x3－x2＝x2－x1

D題號(hào)23答案(1)B

(2)C

(3)D(1)1.0

2.0

(2)9.7題號(hào)45答案(1)水平(2)不在(3)1.7答案123451.(2024·廣東省模擬)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要下列哪個(gè)器材

。A.彈簧測(cè)力計(jì)B.重垂線C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器12345答案B實(shí)驗(yàn)時(shí)需要重垂線來(lái)確定豎直方向，不需要彈簧測(cè)力計(jì)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故選B。(2)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。下列一些操作要求，正確的是

。A.每次必須由同一位置靜止釋放小球B.擋板每次必須嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置C.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸D.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些12345答案ACD12345答案實(shí)驗(yàn)時(shí)每次必須由同一位置靜止釋放小球，以保證小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度相同，選項(xiàng)A正確；擋板每次不一定嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸，否則會(huì)改變運(yùn)動(dòng)軌跡，選項(xiàng)C正確；記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，以減小誤差，選項(xiàng)D正確。

12345答案x4－x3＝x3－x2＝x2－x1D12345答案

2.(2023·浙江6月選考·16Ⅰ(1))在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中12345答案(1)用圖甲裝置進(jìn)行探究，下列說(shuō)法正確的是

。A.只能探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)B.需改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)C.能同時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)水平、豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)B12345答案用如題圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，只能探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，故A、C錯(cuò)誤；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，故B正確。(2)用圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是

。A.斜槽軌道M必須光滑且其末端水平B.上下調(diào)節(jié)擋板N時(shí)必須每次等間距移動(dòng)C.小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下12345答案C為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，需要斜槽末端水平，為了保證小球拋出時(shí)速度相等，每一次小球需要從斜槽M上同一位置靜止釋放，斜槽不需要光滑，故A錯(cuò)誤，C正確；上下調(diào)節(jié)擋板N時(shí)不必每次等間距移動(dòng)，故B錯(cuò)誤。

12345答案D12345答案

12345答案3.(2021·全國(guó)乙卷·22)某同學(xué)利用圖(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖(b)所示(圖中未包括小球剛離開軌道的影像)。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為5cm。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標(biāo)出。12345答案完成下列填空：(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(1)小球運(yùn)動(dòng)到圖(b)中位置A時(shí)，其速度的水平分量大小為

m/s，豎直分量大小為

m/s；1.02.012345答案

12345答案(2)根據(jù)圖(b)中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?/p>

m/s2。9.7

12345答案4.(八省聯(lián)考·陜西·11)圖(a)為研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，其中裝置A、B固定在鐵架臺(tái)上，裝置B裝有接收器并與計(jì)算機(jī)連接。裝有發(fā)射器的小球從裝置A某高處沿著軌道向下運(yùn)動(dòng)，離開軌道時(shí)，裝置B開始實(shí)時(shí)探測(cè)小球運(yùn)動(dòng)的位置變化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)由數(shù)表作圖軟件擬合出平拋運(yùn)動(dòng)曲線方程y＝1.63x2+0.13x，如圖(b)所示。12345答案(1)安裝并調(diào)節(jié)裝置A時(shí)，必須保證軌道末端

(填“水平”或“光滑”)。水平安裝并調(diào)節(jié)裝置A時(shí)，必須保證軌道末端水平，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)。12345答案(2)根據(jù)擬合曲線方程，可知坐標(biāo)原點(diǎn)

拋出點(diǎn)(填“在”或“不在”)。不在

12345答案(3)根據(jù)擬合曲線方程，可計(jì)算出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為

m/s(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2，計(jì)算結(jié)保留兩位有效數(shù)字)。1.712345答案

12345答案5.(2024·陜西西安市模擬)在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，利用一管口直徑略大于小球直徑的直管來(lái)確定平拋小球的落點(diǎn)及速度方向(只有當(dāng)小球速度方向沿直管方向才能飛入管中)，重力加速度為g。12345答案(1)實(shí)驗(yàn)一：如圖(a)所示，一傾角為