考點(diǎn)15實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動

I.用如圖甲所示的裝置研究平拋物體的運(yùn)動規(guī)律，擊打彈片時，A做平拋運(yùn)動，B做自由落體。經(jīng)過多次

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩個小球總是同時落地，則得到的結(jié)論是J____________________________________________。

以A的拋出點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系.如圖乙所示.設(shè)從0-A、從A-B、從B-C的時間分別是

S小。8、Sc，，則這三個時間是否相等：o（選填“相等”或“不相等”）

物體平拋的初速度是___________（用x、h、g表示）。

2.在“研究平拋運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中，以小鋼球離開軌道末端時球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,建立水平與豎直坐標(biāo)軸。

讓小球從斜槽上離水平卓面高為h處靜止釋放，使其水平拋出，通過多次描點(diǎn)可繪出小球做平拋運(yùn)動時球心的

軌跡，如圖所示。在軌跡上取一點(diǎn)A,讀取其坐標(biāo)（X。,y0）o（重力加速度為g）

①下列說法正確的是________（單選）。

A.實(shí)驗(yàn)所用斜槽應(yīng)盡量光滑

B.畫軌跡時應(yīng)把所有描出的點(diǎn)月平滑的曲線連接起來

C.求平拋運(yùn)動初速度時應(yīng)讀取軌跡上離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)的數(shù)據(jù)

②根據(jù)題目所給信息，小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為=_洋選）。

4商8.歷;C,x.i

③在本實(shí)驗(yàn)中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放的理由是________________

3.圖1為探究平拋運(yùn)動特點(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

裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對應(yīng)平拋起點(diǎn)。

圖1圖2

①每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度_______（填“相同”或"不同

②在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡。

③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運(yùn)動的初速度大小為向s（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.8m/s2.保留2位

有效數(shù)字）。

4.某實(shí)驗(yàn)小組利用圖（a）所示裝置驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時，電各斜槽固定在貼有復(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球心在木板上的水平投

影點(diǎn)。，建立xOy坐標(biāo)系。然后從斜槽上固定的位置釋放小球，小球落到擋板上開在白紙上留下印跡。上下調(diào)

節(jié)擋板進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測量各印跡中心點(diǎn)Oi、、03…的坐標(biāo)，并填入表格中，計算對應(yīng)的

x值

0】

o2o3o4Os06

y/cm2.956.529.2713.2016.6119.90

x/cm5.958.8110.7412.4914.0515.28

x2/cm235.477.6115.3156.0197.4233.5

⑴根據(jù)上表數(shù)據(jù)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上補(bǔ)上O,數(shù)據(jù)點(diǎn)，并繪制y-x2圖線。

⑵由廠片圖線可知，小球下落的高度y與水平距離的平方X?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。

⑶由廠.3圖線求得斜率k小球平拋運(yùn)動的初速度表達(dá)式為V。=(用斜率k和重力加速度g表示)。

(4)該實(shí)驗(yàn)得到的廣%2圖線常不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的原因是

5.某同學(xué)利用圖(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對做平拋運(yùn)動的小球

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，其上每個方格的邊

長為5cm。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖(b)中標(biāo)出。

紙板

3WERHuMnEm

3TDEIWoBcty

B1ESMuWnP

FTOEBsBuE

fEHuHBE6

DiDWiuWTDcf

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BHBABDcfn

H1TBUHuMnE

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nWRSTFWi13

BF1EOWBn

nTDHHW目

B1WBDlWB

WEEftEE

BCDWToEcf

完成下列填空：(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

⑴小球運(yùn)動到圖(b)中位置A時,其速度的水平分量大小為m/s,豎直分量大小為m/s;

⑵根據(jù)圖(b)中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s4

6.為探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，某小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：

A.在一塊平木板上釘上復(fù)寫紙和白紙，將其豎直緊靠斜槽軌道末端槽口，保持板面與軌道末端的水平段垂

B.使小球從斜槽上由靜止?jié)L下，小球撞擊擋板留下點(diǎn)跡0

C.將木板保持豎直沿水平方向向右平移一段距離X。，固定木板

D.先后使小球從斜槽上由高到低不同的6個位置由靜止?jié)L下，小球水平飛出后分別撞擊木板留下點(diǎn)跡

E.以點(diǎn)跡O為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下建立坐標(biāo)軸，各點(diǎn)跡的坐標(biāo)值從上到下依次分別為力、丫2、丫3、丫4、

y5、。請回答下列問題：

⑴關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是______。

A.斜槽軌道必須盡可能光滑

B.小球初速度越大，對應(yīng)的y值越大

C.小球在斜槽上由靜止釋放的位置越高，平拋運(yùn)動的時間越短

⑵用游標(biāo)卡尺測量小球直徑，如圖所示，則小球直徑為d=mm。

0123cm

叫川什州］用出川

01020

（3）已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,利用y軸上的6組數(shù)據(jù),結(jié)合x0值、d值可分別算得小球6次平拋運(yùn)動的

水平初速度。y3對應(yīng)的水平初速度可表示為（用g、X。、y3、d表示）。

（4）請分析：若軌道支架足夠高，擋板足夠長，小球撞擊擋板的速度最小時，對應(yīng)的y值為（用xo、d

表ZF）o

工圖（a）為研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置，其中裝置A、B固定在鐵架臺上，裝置B裝有接收器并與計算機(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，離開軌道付，裝置B開始實(shí)時探測小球運(yùn)動的位置變

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)動曲線方程y=1.63x2+0.13x,如圖（b）所示。

圖（a）

圖（b）

⑴安裝并調(diào)節(jié)裝置A時，必須保證軌道末端。（填“水平或光滑”）

⑵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”）

⑶根據(jù)擬合曲線方程，可計算出平拋運(yùn)動的初速度為m/s。（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s”計算結(jié)

果保留2位有效數(shù)字）

考點(diǎn)4實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動

1答案做平拋運(yùn)動的物體，在豎直方向上的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動相等病

解題思路經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩個小球總是同時落地，則得到的結(jié)論是：做平拋運(yùn)動的物體，在豎直方向上

的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。平拋運(yùn)動在水平方向的運(yùn)動是勻速運(yùn)動，由題圖可知，從0-A、從A-B、從B-C

水平方向的位移相等，則所用時間相等。

設(shè)相鄰兩點(diǎn)間時間為t,則x=vt

在豎直方向上，相鄰時間t內(nèi)的距離差為2h,有2h=]

得瞽

所以7。

2答案①C②D③見解題思路

解題思路①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，實(shí)驗(yàn)中只要確保小球多次水平拋出時的速度相同即可，無須斜槽盡量光滑，

A錯誤；畫軌跡時應(yīng)使平滑曲線通過盡可能多的點(diǎn)，不能通過的點(diǎn)均勻分布在曲線兩側(cè)，個別誤差較大的點(diǎn)可

忽略，故B錯誤；為減小實(shí)驗(yàn)測量誤差，應(yīng)選用離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)，故C正確。②由得仁威,

故％二3=沏標(biāo),D正確。③實(shí)驗(yàn)要求確保多次運(yùn)動的軌跡相同，即小球水平拋出時的速度相同，因此小球

必須從斜槽上同一位置由靜止釋放。

3答案①相同②見解題思路③0.74

解題思路①為保證每次平拋初速度相同，小球每次應(yīng)從斜槽上同一高度由靜止釋放；②根據(jù)印跡連線，如

圖所示；③根據(jù)尸;Q（何知尸;需代入Q5cm,20cm用％=0.74〃?/s。

0246810121416人加

2

4

12

14

16

18

20

y/cin

答案Q)見解題思路

⑵線性

⑷水平射出點(diǎn)未與O點(diǎn)重合

解題思路Q)根據(jù)題表數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出。4數(shù)據(jù)點(diǎn)，并繪制y-x圖線如圖所示。

y/cm

24.00

???????I

20.00

16.00

12.001r

??????????.,J????????????，

8.00::::::::::::::::

::::::::::::::::

:::::::::::::::::::

?????????????????????a?

4.00I：：：：：：：：：：：：

A^/cm2

040.080.0120.0

(2)由廣/圖線為一條傾斜的直線可知，小球下落的高度y與水平距離的二次方x2成線性關(guān)系。

⑶小球做平拋運(yùn)動，水平方向芍x=v°t,豎直方向有y=聯(lián)立可得尸)=病-可知片/圖線

的斜率為公圣，解得廿悟。

(4)尸/圖線是一條直線，但常不經(jīng)過原點(diǎn)，這是因?yàn)樾∏虻乃缴涑鳇c(diǎn)未與坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)重合，位于坐

標(biāo)原點(diǎn)O上方或下方，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中所測得的y值偏大或偏小。

.答案(1)1.02.0

(2)9.7

解題思路(1)頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，則照片上小球相鄰影像間隔時間相等，均為0.05s。做平拋

5x10

運(yùn)動的物體水平方向上做勻速直線運(yùn)動，豎直方向上做自由落體運(yùn)動，則有X=v此由題圖(b)可寬(=：

0.05

m/s='.0m/s。

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中，某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可知小球在A點(diǎn)時速度的豎直

8610-2

分量%=-^X10777/2.0/7.?/SO

(2)由逐差法知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

13.4+11.0-(8.6+6.1；-222

X10/77/S=9.7777/SO

題型歸類頻閃照相問題實(shí)質(zhì)為線帶問題，即連續(xù)相等時間內(nèi)的位移問題求勻變速直線運(yùn)動的瞬時速度時，

把所求點(diǎn)當(dāng)作某一段時間的中間時刻，即弓=歷求勻變速直線運(yùn)動的加速度采用逐差法。

6答案(1)C

(2)6.70

⑶

⑷平

解題思路Q)斜槽軌道不需要盡可能光滑，故A錯誤；在水平方向上，x=vot，小球在水平方向上的位移

相同，小球初速度越大，則運(yùn)動時間越短，在豎直方向上，片所以對應(yīng)的V值越小，故B錯誤；小球在

斜槽上由靜止釋放的位置越高，平拋的初速度越大，根據(jù)B選項(xiàng)的分析可知，平拋時間越短，故C正確。

⑵由圖可知，小球的直徑為d=6mm+14x0.05mm=6.70mm。

⑶小球在水平方向上有的-：二V區(qū)在豎直方向上有為二^我，解得6=