2026高考物理人教版基础课件上册 第4章 实验五　探究平抛运动的特点

实验五探究平抛运动的特点第四章曲线运动万有引力与宇宙航行原理装置图实验操作注意事项1.按实验原理图甲安装实验装置，使斜槽末端水平。2.以斜槽水平部分端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。3.使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在该位置标记为一点。用同样的方法，在小球运动轨迹上描下若干点。4.将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点，描绘出一条平滑的曲线，如实验原理图乙所示。1.水平:斜槽末端的切线要水平。2.竖直:木板必须处在竖直平面内。3.原点:坐标原点为小球在槽口时，球心在木板上的投影点。4.同一位置:小球每次都从槽中的同一位置由静止释放。数据处理目

录CONTENTS考点01限时作业02考点1考点二创新拓展实验考点一教材原型实验例1

(2025·内蒙古呼和浩特高三联考)某兴趣小组利用斜槽和多个相同小球来研究平抛运动的特点，部分实验装置如图甲所示。考点一教材原型实验主要实验步骤如下:①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁，调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直);②依次将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放;③小球运动过程中，用手机对小球进行拍摄，选择满意的照片进行分析处理。某次实验所拍照片中同时出现了三个小球，如图乙所示。(1)在该实验中，下列说法正确的是____________(填正确答案标号)。

A.斜槽末端切线水平B.应选质量小、体积大的小球C.图乙中的三个小球，小球A是最先释放的D.小球尽可能从靠近斜槽的水平部分由静止释放解析

因为本实验研究平抛运动，所以斜槽末端切线必须水平，故A正确;小球体积大不利于确定位置，受到的空气阻力也会更大，故B错误;题图乙中的三个小球，小球C是最先释放的，故C错误;释放小球时，小球若离斜槽的水平部分太近，则离开斜槽的速度太小，误差增大，故D错误。答案

A

(2)已知该方格纸每小格的边长为10cm，当地重力加速度大小g=10m/s2，忽略空气阻力，则小球做平抛运动的水平初速度v0=__________m/s，图中小球B所在位置到斜槽末端的水平距离x0=___________m(结果均保留2位有效数字)。

答案

2.0

0.50

例2

[2024·河北卷，11(2)]图甲为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹。某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图乙所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度_______________(选填“相同”或“不同”)。

②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为____________m/s(当地重力加速度g为9.8m/s2，保留2位有效数字)。

答案

①相同②见解析图③0.74解析

①为保证钢球每次平抛运动的初速度相同，必须让钢球在斜槽上的相同高度由静止释放。②钢球做平抛运动的轨迹如图所示。

常见的创新实验类型考点二创新拓展实验实验器材创新利用喷水法、频闪照相法、用传感器和计算机都可以描绘物体做平抛运动的轨迹实验过程创新间隔相等距离后移挡板数据处理创新用图像法进行数据处理例3

(2025·八省联考山陕青宁卷，11)图(a)为研究平抛运动的实验装置，其中装置A、B固定在铁架台上，装置B装有接收器并与计算机连接。装有发射器的小球从装置A某高处沿着轨道向下运动，离开轨道时，装置B开始实时探测小球运动的位置变化。根据实验记录的数据由数表作图软件拟合出平抛运动曲线方程y=1.63x2+0.13x，如图(b)所示。(1)安装并调节装置A时，必须保证轨道末端_____(选填“水平”或“光滑”)。

答案

水平解析

安装并调节装置A时，必须保证轨道末端水平，以保证小球做平抛运动。(2)根据拟合曲线方程，可知坐标原点_____抛出点(选填“在”或“不在”)。

答案

不在

(3)根据拟合曲线方程，可计算出平抛运动的初速度为_______________m/s(当地重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留2位有效数字)。

答案

1.7例4

(2025·黑龙江大庆联考)为了探究物体做平抛运动的规律，某同学设计了下面一个实验。 (1)如图甲所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球，

小球在运动过程中便在木板上留下影子。图甲是用频闪照相机拍摄的小球在运

动过程中的位置以及在木板上留下的影子的位置，如图中A、B、C、D四个点。现测得各点到O点的距离分别为5.0cm、19.8cm、44.6cm、79.0cm。分析数据可知在误差允许范围内小球在竖直方向做____________运动且加速度大小为_______________m/s2(已知照相机的闪光频率为10Hz，保留3位有效数字)。

答案

匀加速直线9.85

(2)若将平行光改为沿竖直方向，小球在运动过程中会在地面上留下影子，如图乙所示，用频闪照相机拍摄的影子的位置如图中的O'、A'、B'、C'、D'五个点。现测得各点到O'点的距离分别为19.6cm、39.3cm、59.1cm、79.1cm，由影子的运动情况可知在误差允许范围内小球在水平方向做____________运动，平抛初速度为____________m/s(保留3位有效数字)。

答案

匀速直线1.98

限时作业21.(2025·江苏涟水一中高三月考)在做“探究平抛运动的特点”的实验时:(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线_______________。

(2)每次释放小球必须从斜槽__________________(选填“相同”或“不同”)位置必须由_______________释放。

(3)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示，判断O点是否是抛出点:_______________(选填“是”或“否”)。

(4)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，确定其坐标，并在直角坐标系内绘出了y－x2图像，如图乙所示，则此小球平抛的初速度v0=_______________m/s(g=10m/s2)。

2.(2025·人大附中高三月考)某同学用如图甲所示的仪器研究平抛运动的规律。(1)该实验，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是____________。

A.刻度尺

B.秒表

C.坐标纸D.天平

E.弹簧测力计

F.重垂线(2)实验中，下列说法正确的是____________。

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B.斜槽轨道必须光滑C.挡板每次往下移动的距离必须相等D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起(3)在实验中，该同学只记录了A、B、C三点(A点不是抛出点)，各点的坐标如图乙所示，则小球运动的初速度为________m/s，从抛出点运动到B点所需时间为_______s(计算结果均保留2位有效数字，g取10m/s2)。

答案

(1)ACF

(2)AD

(3)1.0

0.20解析

(1)在做“探究平抛运动的特点”的实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要的器材是刻度尺、坐标纸、重垂线，坐标纸除能更准确确定位置外，还能读出某点坐标，重垂线的作用是确保坐标纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行，故选ACF。(2)为了使小球平抛运动的初速度相同，小球需从斜槽上相同的位置自由滑下，斜槽轨道不需要光滑，故A正确，B错误;挡板每次向下移动的距离不一定相等，下移位置合适即可，故C错误;要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上多找到一些点，然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹，所以要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确;实验总是有误差的，不能用一条曲线把所有的点连接起来，应该将找到的点用平滑的曲线连接起来，有的点可能在平滑的曲线上，有的点也可能不在平滑的曲线上，故E错误。

3.(2024·江苏盐城多校联考)“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。 (1)现有以下材质的小球，实验中A、B球应当选用_______________。

A.乒乓球 B.塑料球 C.钢球(2)按顺序进行实验操作:①将A、B球放置在实验装置甲上②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置③打开摄像机，开始摄像④敲击弹片，让A、B球同时开始运动⑤小球落在实验台上时停止摄像其中步骤①中_________(选填“需要”“不需要”)将两球重心调整至同一水平线。

(3)实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是_____。

A.仅可判断A球竖直方向做自由落体运动B.仅可判断A球水平方向做匀速直线运动C.可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动(4)测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k，重力加速度为g，则A球平抛的初速度表达式v0=_____________________。

(5)若A球从距实验台高度为0.8m处水平飞出，摄像机每秒频闪20次，重力加速度g取10m/s2，则最多可以得到A球在空中运动的_______________个位置。

(3)实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，题图乙为某次实验的频闪照片，从照片可以看出两球在竖直方向具有相同的运动情景，即A球竖直方向做自由落体运动;从照片可以看出A球在相同时间内通过的水平位移相等，则A球水平方向做匀速直线运动，故C正确。

4.(2025·浙江湖州模拟)某同学利用如图磁吸式装置探究平抛运动的规律。(1)在调节轨道时，发现水平仪的状态如图甲所示，此时应将轨道的右端调____________(选填“高”或“低”)。

(2)进一步用手机的“慢动作”功能拍摄，并从视频中，每24帧选取一帧进行处理得到如图乙所示的抛体运动“频闪图片”，坐标板上最小一格实际长度为1cm。由图乙可知该手机拍摄时的帧率最有可能是__________。

A.240帧/秒

B.480帧/秒

C.960帧/秒(3)结合(2)问的信息可求出小球的水平速度为____________m/s(g=10m/s2，计算结果保留2位有效数字)。

答案

(1)低(2)B

(3)1.1解析

(1)水平仪右端有气泡，说明右端偏高，则应把右侧调低。(3)小球在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，有Δh=gT2，x=v0T，其中Δh=0.03

m，x=0.06

m，解得初速度为v0≈1.1

m/s。(2)坐标板上最小一格实际长度为1

cm，竖直高度约为40小格，竖直方向的自由落体

5.(2025·湖南长沙联考)某同学设计了一个“测定平抛运动初速度”的家庭实验装置，如图所示。在水平桌面上固定一个斜面，把桌子搬到墙的附近，将白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上。每次改变墙壁和桌边之间的距离，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。(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.每次应使钢球从同一位置由静止释放C.使斜面的底边ab与桌边重合(2)在钢球离开桌面的位置固定一点光源，小球离开桌边打到墙壁的运动过程中，钢球在墙面上的影子的运动应是____________。

A.自由落体运动

B.变加速直线运动

C.匀速直线运动(3)实验小组每次将桌子向远离墙的方向平移0.2m，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15.0cm、25.0cm、35.0cm。重力加速度g=10m/s2，钢球平抛的初速度为____________m/s(结果保留2位有效数字)。

答案

(1)AB

(2)C

(3)2.0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，故A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，故B正确;若ab边与桌边重合，则钢球在空中做的可能不是平抛运动，故C错误。

6.(2025·贵州名校联考)做平抛运动的物体的运动规律可以用如图甲所示的实验进行探究，小球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动。两束光分别沿着水平方向和竖直方向照射小球，在水平方向和竖直方向分别用两台频闪相机同时记录小球的位置，如图乙、丙所示。重力加速度g=10m/s2。(1)频闪相机的曝光频率为____________Hz。

(2)平抛运动的水平初速度为____________m/s。

7.(2025·河北石家庄二中月考)频