2025年高考高三物理一轮复习实验五 探究平抛运动的特点课件

第四单元

曲线运动实验五

探究平抛运动的特点教材原型实验拓展创新实验教师备用习题作业手册一、实验目的1.探究平抛运动的特点.2.会通过描绘的平抛运动轨迹计算物体的初速度.二、实验原理根据运动的合成与分解原理，平抛运动可看作沿竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动.在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律.三、实验器材1.探究平抛运动竖直分运动特点的实验器材：小锤一个、两个相同的小铁球、平抛竖落仪一个.2.探究平抛运动水平分运动特点的实验器材：斜槽、钢球、白纸、复写纸、铅垂线、铅笔、平抛铁架台（有背板及水平放置的可上下调节的挡板）.四、实验步骤1.探究平抛运动竖直分运动的特点

五、数据处理

3.平抛运动的特点由实验探究可知，平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动.六、误差分析

4.建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确，产生误差.5.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差.6.确定小球运动的位置时不准确，会导致误差.7.量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差.七、注意事项

例1

[2023·浙江6月选考]

在“探究平抛运动的特点”实验中，（1）用图甲装置进行探究，下列说法正确的是___.BA.只能探究平抛运动水平分运动的特点B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点[解析]

图甲装置只能用于研究平抛运动竖直方向的运动特点，A、C错误；探究初速度大小是否影响竖直方向的运动，所以需改变小锤击打的力度，B正确.（2）用图乙装置进行实验，下列说法正确的是____.C

D

（1）下列实验条件必须满足的有_____.BDA.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球[解析]

斜槽轨道是否光滑不会影响钢球做平抛运动，A错误；斜槽轨道末段水平是为了保证钢球做平抛运动，B正确；挡板高度是否等间距变化不会影响钢球做平抛运动，C错误；每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球，到达斜槽末端速度相同，D正确.

球心

1.6

错误

考向一

实验过程的创新

（1）下列说法中正确的是_____（填选项前的字母）.ABA.实验时应保持桌面水平B.每次应使钢球从同一位置由静止开始释放C.必须选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面D.必须选择对钢球摩擦力尽可能小的桌面[解析]

为了保证小钢球抛出桌面后做的是平抛运动，则实验时需要保持桌面水平，故A正确；为了减小实验误差，保证每次小钢球抛出桌面时的水平速度相等，则每次应使小钢球从同一位置由静止开始释放，故B正确；只要保证小钢球从桌面水平抛出时的速度相等即可，所以只需要保证小钢球每次从同一位置由静止释放即可，斜面与桌面可以不光滑，故C、D错误.

2.01.5

考向二

数据处理的创新例3

[2023·江苏常州模拟]

在做“探究平抛运动的特点”的实验时：

重垂线[解析]

竖直线用重垂线确定，因为钢球在竖直方向所受的重力是竖直向下的.

零匀加速直线[解析]

由轨迹可知，竖直距离

9.60

变式2

[2023·山西大同模拟]

在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图甲所示的装置.实验操作的主要步骤如下：A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直

（1）关于该实验，下列说法中正确的是____（填选项前的字母）.C

[解析]

为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但其末端必须是水平的，故A错误；为保证抛出的初速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放，故B错误，C正确；因为存在摩擦力，故不满足机械能守恒定律，故D错误.

考向三

实验目的的创新例4

[2023·沈阳模拟]

如图所示为某实验小组利用平抛运动规律测量电动抽水器的流量（每秒排出的液体体积）实验装置.实验过程如下：

44.10

1.1

（5）调小抽水器功率挡位并平移水杯，则水从管口到落点的时间______，重新装满同一杯水所需的时间______.（均选填“变长”“不变”或“变短”）不变变长

教师备用习题1.小羽同学尝试利用数码相机和视频软件研究平抛运动.在平抛运动演示仪表面贴上坐标纸,拍摄出小球做平抛运动的一段视频.利用FreeVidcotoJPG软件将视频转化为图片,若视频帧格式是每秒30帧,即通过软件每秒可生成30张图片,在图片中选出有小球画面的连续7张图片,并依次对齐叠加,得到小球做平抛运动时连续时刻的像,如图所示.以坐标纸的左上角为坐标原点,以水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向建立直角坐标系,读取小球水平方向和竖直方向的位置,记录到表格中.教师备用习题位置xn(m)yn(m)yn-yn-1(m)10.0000.000—20.0250.0100.01030.0480.0290.01940.0700.0580.02950.0940.0990.04160.1170.1500.05170.1390.2120.062教师备用习题位置xn(m)yn(m)yn-yn-1(m)10.0000.000—20.0250.0100.01030.0480.0290.01940.0700.0580.02950.0940.0990.04160.1170.1500.05170.1390.2120.062(1)叠加后图片中小球相邻两个像的时间间隔是

s,小球水平方向的平均速度为

m/s.(结果保留两位有效数字)

0.0330.70教师备用习题位置xn(m)yn(m)yn-yn-1(m)10.0000.000—20.0250.0100.01030.0480.0290.01940.0700.0580.02950.0940.0990.04160.1170.1500.05170.1390.2120.062(2)用逐差法计算小球的加速度,则a=

m/s2(结果保留两位有效数字).

9.62.某科学兴趣小组要验证小球平抛运动的规律,实验设计方案如图甲所示,用轻质细线拴接一小球,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO'=h(h>L).(1)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O'C=x;教师备用习题教师备用习题(2)图乙是以竖直方格板为背景通过频闪照相得到的照片,每个格的边长l0=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图所示,则该频闪照相的周期为

s,小球做平抛运动的初速度为

m/s(g取10m/s2);

1.50.1教师备用习题(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O'点的水平距离x将随之改变,经多次实验,以x2为纵坐标、cosθ为横坐标,得到如图丙所示图像,则当θ=30°时,x为

m(答案可带根号).

3.某同学利用图甲所示装置研究平抛运动的规律,实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图乙所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).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5cm,该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出.完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)教师备用习题教师备用习题(1)小球运动到图乙中位置A时,其速度的水平分量大小为

m/s,竖直分量大小为

m/s;

1.02.0

教师备用习题(2)根据图乙中数据可得,当地重力加速度的大小为

m/s2.

9.74.

如图所示,一农用水泵装在离地面一定高度处,其出水管是水平的,现仅有一钢卷尺,请你粗略地测出水流出管口的速度大小和从管口到地面之间空中水柱的质量(已知水的密度为ρ,重力加速度为g):(1)除了已测出的水管内径L外,你需要测量的物理量是(写出物理量名称和对应的字母):

;

教师备用习题水的水平射程x、管口离地的高度h[解析]

水流出管口后做平抛运动,需要测出水的水平射程x,管口离地的高度h.(2)水流出管口的速度表达式为v=

;(请用已知量和待测量的符号表示)

教师备用习题

(3)空中水的质量的表达式为m=

.(请用已知量和待测量的符号表示)

教师备用习题

作业手册

123（1）该实验是验证了____（填选项前的字母序号）.A

水平方向上应是匀速直线运动，不是做匀加速直线运动，该实验不能验证水平方向的运动规律，B错误；平抛运动应是匀变速曲线运动，C错误.123（2）他观察到的现象是两小球______（选填“同时”或“不同时”）落地.同时[解析]

他观察到的现象是两小球同时落地.123（3）该实验中___（填选项前的字母序号）.BA.两球的质量应该相等B.应改变装置的高度，多次进行实验C.需要测出装置距地面之间的高度[解析]

若不计空气阻力，两小球的运动规律与质量无关，两球的质量可以不相等，A错误；实验是观察现象，因此应改变装置