2023届一轮复习鲁科版 实验五 探究平抛运动的特点 学案

1、实验五 探究平抛运动的特点 学案基础知识： 考点一 教材原型实验典例1(2021山东枣庄期末)用如图所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”的实验。(1)安装实验装置的过程中，斜槽M的末端切线必须是水平的，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)实验中，为了能较准确地描绘小球的平抛运动轨迹，下列操作，你认为正确的是_。A每次释放小球的位置可以不同B每次必须由静止释放小球C记录小球位置用的倾斜挡板N每次必须严格地等距离下降D小球运动时不应与背板上的白纸(或方格纸)相接触E将球的位

2、置记录在纸上后，取下纸，用直尺将位置点连成折线解析(1)研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，故选B。(2)为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一高度由静止释放小球，故A错误，B正确；只要描出小球的位置即可，因此挡板下降的距离不必是等距的，故C错误；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线，故D正确，E错误。答案(1)B(2)BD典例2(2021山西大同一中月考)(1)在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：A让小钢球多次从_位置上

3、滚下，记下小球运动途中经过的一系列位置；B安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是_；C测出曲线上某点的坐标x、y，用v0_算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值；D取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。上述实验步骤的合理顺序是_(只排列序号即可)。(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为_ m/s；B点的竖直分速度为_ m/s(g取10 m/s2

4、)。解析(1)A：让小球多次从同一位置上静止滚下，目的是保证小球多次做平抛运动的初速度相等；B：检测斜槽末端水平的方法是将小球放到斜槽末端任一位置均不动；C：平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，水平方向有：xv0t，竖直方向有：yeq f(1,2)gt2，联立解得v0 xeq r(f(g,2y)；实验中先组装器材，步骤为B，再进行实验，步骤为A，然后数据处理，步骤为DC，则顺序为BADC。(2) 由匀变速直线运动的规律得：竖直方向2LgT2，水平方向3Lv0T，联立解得v01.5 m/s，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得B点的竖直速度vByeq f(8L,

5、2T)2 m/s。答案(1)A同一B将小球放到斜槽末端任一位置均不动Cxeq r(f(g,2y)BADC(2)1.52考点二 拓展创新实验实验设计创新典例1(2020天津卷)某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。图1图2(1)为了正确完成实验，以下做法必要的是_。A实验时应保持桌面水平B每次应使钢球从静止开始释放C使斜面的底边ab与桌边重合D选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面(2)实验小组每

6、次将木板向远离桌子的方向移动0.2 m，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0 cm、25.0 cm、35.0 cm，示意图如图2。重力加速度g取10 m/s2，钢球平抛的初速度为_ m/s。(3)图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是_。解析(1)为了使钢球离开桌面做平抛运动，实验时应保持桌面水平，A项正确；为了使钢球做平抛运动的初速度相同，每次应使钢球从同一位置由静止释放，B项正确；实验与斜面是否光滑无关，D项错误；若ab边与桌边重合，则钢球在空中做的不是平抛运动，C项错误。(2)钢球在水平方向做匀速直线运动，每次向右移动0.2 m，钢球做平抛运动的时间均匀增大

7、；竖直方向上，钢球做自由落体运动，有ygT2，得T0.1 s，所以钢球平抛的初速度veq f(x,T)2 m/s。(3)木板上悬挂铅垂线是为了调整木板使其处于竖直状态。答案(1)AB(2)2(3)方便将木板调整到竖直平面本题创新点体现在实验方法的设计，利用改变相同的水平距离控制运动时间的改变量相同，实验中用一块覆上复写纸和白纸的平木板，小球从斜槽上滑下，小球撞在木板上留下痕点，准确地确定落点，进而确定小球在不同水平位置的竖直位置。实验器材创新典例2(2021山东济南高三上学期期末)频闪摄影是研究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

8、，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。某物理小组利用如图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄，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10 m/s2)。甲乙(1)图乙中，频闪仪器A所拍摄的频闪照片为_选填“(a)”或“(b)”。(2)测得图乙(a)中OP距离为45 cm，(b)中OP距离为30 cm，则小球做平抛运动的初速度大小应为_ m/s，小球在P点速度大小应为_ m/s。解析(1)小球做平抛运动时，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，故频闪仪器

9、A所拍摄的频闪照片为(b)。(2)竖直方向上，由yeq f(1,2)gt2得t eq r(f(2y,g) eq r(f(20.45,10) s0.30 s，水平方向上v0eq f(x,t)eq f(0.3,0.3) m/s1 m/s，P点小球在竖直方向的速度vygt100.30 m/s3 m/s，则vPeq r(voal( 2,0)voal( 2,y)eq r(10) m/s。答案(1)(b)(2)1eq r(10)本题属于实验器材创新，实验中利用频闪仪器拍摄平抛运动轨迹，优点在于用频闪仪代替铅笔描迹，使轨迹更准确。利用分析频闪照片的方法代替坐标纸，使数据分析更方便。实验原理创新典例3如图甲所

10、示，AB是一可升降的竖直支架，支架顶端A处固定一弧形轨道，轨道末端水平。一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上，下端搁在水平地面上。将一小球从弧形轨道某一位置由静止释放，小球落在木板上的某处，测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角，并算出tan 。改变支架AB的高度，将小球从同一位置释放，重复实验，得到多组x和tan ，记录的数据如下表：甲实验次数123456tan 0.180.320.691.001.191.43x/m0.0350.0650.1400.1600.2400.290乙(1)在图乙的坐标中描点连线，做出xtan 的关系图像；(2)根据xtan 图像可知小球做平抛运动的

11、初速度v0_ m/s；实验中发现超过60后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为_ m。(重力加速度g取10 m/s2)(3)实验中有一组数据出现明显错误，可能的原因是_。解析(1)xtan 的关系图像如图所示：(2)根据tan eq f(f(1,2)gt2,v0t)，得teq f(2v0tan ,g)，则水平射程为：xv0teq f(2voal( 2,0)tan ,g)。可知图线的斜率keq f(2voal( 2,0),g)，由图可知keq f(0.290,1.43)0.2，解得v0 eq r(f(kg,2) eq r(f(0.210,2) m/s1.0 m/s。当60时，有teq f(2v0tan ,g)eq f(r(3),5) s，则斜面的长度为：seq f(v0t,cos 60)eq f(2r(3),5) m0.69 m。(3)实验中有一组数据出现明显错误，由图可知，水平射程偏小，由xv0teq f(2voal