备考2025届高考物理一轮复习分层练习第四章曲线运动实验五探究平抛运动的特点

试验五探究平抛运动的特点1.[2024江苏泰州中学校考]在“探讨平抛运动”试验中：（1）为描出钢球做平抛运动的轨迹，要将钢球在轨道上合适位置由静止释放，每次释放钢球的位置应相同（选填“相同”或“不同”）.（2）图甲是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的B.A.球心 B.球的上端 C.球的下端图甲图乙（3）图乙是利用试验装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可推断试验操作错误的是C.A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平（4）图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是B.图丙（5）图丁为钢球运动轨迹上的三个点，图中背景方格的边长均为5cm，取g＝10m/s2，可得钢球做平抛运动的初速度v0＝1.5m/s.（结果保留2位有效数字）图丁解析（1）为描出钢球做平抛运动的轨迹，要将钢球在轨道上合适位置由静止释放，每次释放钢球的位置应相同.（2）题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点，所以坐标原点也应选球的最高点，即球的上端，故选B.（3）由题图乙可知，小球出现斜抛，可推断试验操作错误的是斜槽末端切线不水平，故选C.（4）要形成稳定的细水柱显示平抛运动轨迹，细管两端的压力差要恒定，应如B图所示安装，故选B.（5）A到B、B到C的水平位移相同，故所用时间相同，设为T，水平方向可得3L＝v0T竖直方向可得5L－3L＝gT2联立解得v0＝9gL2＝1.5m/2.频闪摄影是探讨变速运动常用的试验手段.在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔确定时间发出一次短暂的猛烈闪光，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.某物理小组利用如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.依据平抛运动规律分析下列问题（g取10m/s2）.（1）图乙中，频闪仪器A所拍摄的频闪照片为（b）[选填“（a）”或“（b）”].（2）测得图乙（a）中OP距离为45cm，（b）中OP距离为30cm，则小球做平抛运动的初速度大小应为1m/s，小球在P点速度大小应为10m/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A所拍摄的频闪照片为（b）.（2）竖直方向上，由y＝12gt2得t＝2yg＝0.3s，水平方向上v0＝xt＝1m/s，小球在P点的竖直分速度vy＝gt＝3m/s，则vP＝v03.[2024广东汕头二模]小晗同学利用图甲所示装置探讨平抛运动的规律.试验时该同学运用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，并将拍摄到的图片进行叠加处理在一张照片中，图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为10cm.图甲图乙图丙（1）下列说法正确的是BC.A.试验所用斜槽应尽量光滑B.斜槽末端必需保持水平C.试验所用斜槽不须要尽量光滑（2）图乙是试验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高（选填“较低”或“较高”）.（3）某次拍摄后得到的照片如图丙所示，小球做平抛运动的初速度大小v0＝2.8m/s（结果保留2位有效数字，重力加速度g＝10m/s2）.（4）该小组利用试验数据绘制“y－x2”图线，发觉是一条过原点的直线，由此推断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g＝2kv02（用斜率k和初速度v0解析（1）试验所用斜槽不须要尽量光滑，A错误，C正确；斜槽末端必需保持水平，使小球做平抛运动，B正确.（2）由题图乙可知两次小球做平抛运动下落相同高度时，图线①水平位移更大，故图线①所对应的小球初速度较大，在斜槽上由静止释放的位置较高.（3）由题图丙可得，小球在竖直方向相邻位移之差Δy＝2×10cm＝0.2m，依据匀变速直线运动特点可得T＝Δyg＝210s，由水平位移Δx＝v0T，可得v0＝Δx【敲黑板】频闪相机两次曝光的时间间隔相等，又竖直方向的分运动为自由落体运动，因此在竖直方向上相邻相等时间间隔内的位移差为定值，即Δy＝gT2.22m/s≈2.8m/s.（4）依据平抛运动规律可得x＝v0t，y＝12gt2，联立可得y＝12g（xv0）2＝g2v02x2，可知y－x2图像的斜率为k4.[变考点：求抛出点的坐标]物理探究小组用图甲所示装置探讨小钢球的平抛运动.回答下列问题：（1）下列试验条件必需满意的是BC.A.斜槽轨道光滑B.保证小钢球每次从斜槽轨道上同一位置无初速度释放C.必需调整斜槽轨道末端水平D.每次调整水平挡板的高度相同图甲图乙（2）小组同学在坐标纸上建立了坐标轴，记录了小钢球运动通过的三个位置A、B、C，如图乙所示，重力加速度取g＝10m/s2，则小钢球做平抛运动的初速度大小为1.5m/s（保留2位有效数字）.（3）依据图乙可知，小钢球做平抛运动抛出点O'的坐标是（－5cm，5cm）.解析（1）试验探讨小钢球的平抛运动，初速度必需沿水平方向，所以斜槽轨道末端必需调整水平，故C正确；试验时每次小钢球飞出时的初速度必需相同，所以应保证小钢球每次从斜槽轨道上同一位置无初速度释放，B正确；斜槽轨道光滑与否和挡板MN每次调整高度相同与否，对试验没有影响，故A、D错误.（2）由题图乙可知AB、BC间水平距离相等，为L＝15cm＝0.15m，说明相邻时间间隔相同，设为T，在竖直方向小钢球做自由落体运动，AB、BC间高度的差值为Δh＝10cm＝0.1m，由Δh＝gT2，L＝v0T，联立解得v0＝1.5m/s.（3）由题图乙可知在竖直方向hAB∶hBC＝3∶5，依据竖直方向自由落体运动的规律，可得抛出点O'到A点的水平距离为15cm，竖直距离为5cm，故抛出点O'的坐标为（－5cm，5cm）.5.[变试验装置：利用直管和圆弧面探讨问题/2024江苏宿迁开学考试]在探究平抛运动规律试验中，利用一管口直径略大于小球直径的直管来确定平抛小球的落点及速度方向（只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中），重力加速度为g.试验一：如图（a）所示，一倾角为θ的斜面AB，A点为斜面最低点，直管保持与斜面垂直，管口与斜面在同一竖直面内，平抛运动试验轨道抛出口位于A点正上方某处.为让小球能够落入直管，可以依据须要沿斜面移动直管.（1）以下是试验中的一些做法，合理的是B.A.斜槽轨道必需光滑B.安装斜槽轨道，使其末端保持水平C.调整轨道角度平衡摩擦力D.选择密度更小的小球（2）某次平抛运动中，直管移动至P点时小球恰好可以落入其中，测量出P点至A点距离为L，依据以上数据可以计算出小球此次平抛运动在空中的飞行时间t＝Lcosθgtanθ，初速度v0＝Lgsin试验二：如图（b）所示，一半径为R的四分之一圆弧面AB，圆心为O，OA竖直，直管保持沿圆弧面的半径方向，管口在圆弧面内，直管可以依据须要沿圆弧面移动.平抛运动试验轨道抛出口位于OA线上，可以上下移动，抛出口至O点的距离为h.（3）上下移动轨道，多次重复试验，记录每次试验抛出口至O点的距离，不断调整直管位置以及小球平抛初速度，让小球能够落入直管.为提高小球能够落入直管的胜利率及试验的可操作性，可以按如下步骤进行：首先确定能够落入直管的小球在圆弧面上的落点，当h确定时，理论上小球在圆弧面上的落点位置是确定的（填“确定的”或“不确定的”），再调整小球释放位置，让小球获得合适的平抛初速度运动至该位置即可落入直管.上述条件的平抛运动初速度满意v02＝R2－4h22hg解析（1）斜槽轨道不须要光滑也不须要平衡摩擦力，只要抛出时每次初速度相同即可，故A、C错误；为保证小球做的是平抛运动，抛出时初速度要水平，则安装斜槽轨道，使其末端应保持水平，故B正确；为减小空气阻力的影响，应选择密度更大的小球，故D错误.（2）小球从抛出到运动至P点的过程，依据平抛运动规律有tanθ＝v0vy＝v