2027届新高考物理热点精准复习-探究平抛运动的特点

2027届新高考物理热点精准复习探究平抛运动的特点要点梳理一、实验要点

二、注意事项1.固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度水平。2.固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。3.小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,为此,可在斜槽上某一位置固定一个挡板。4.坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。方法指导一、实验原理与实验操作1.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是保证小球飞出时,初速度水平。2.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点,实际上应以球的球心在图板上的水平投影点为坐标原点。3.在做“研究平抛运动”实验中斜槽轨道不一定需要光滑,但小球每次应从斜槽上同一高度释放。典例

(2025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

。

A.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(2)用图乙装置进行实验,下列说法正确的是

。

A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下BC

D

二、数据处理与误差分析判断O点是不是抛出点的方法(1)如图所示,在轨迹上取A、B、C三点,使A、B、C三点的水平坐标满足xOA=xAB=xBC,则说明从O到A、A到B、B到C的时间相等,过A、B、C三点作水平线和y轴相交,得出A、B、C三点的纵坐标值yA、yB、yC。(2)如果有yA∶yB∶yC=1∶4∶9或yOA∶yAB∶yBC=1∶3∶5,则说明O点为平抛运动的初始点;若不满足上述比例关系,则说明O点不是平抛运动的起点。典例

在“探究平抛运动的特点”实验中:甲

(1)采用如图甲所示装置的实验过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,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B(2)a同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在如图乙中1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是

。

A.x2-x1=x3-x2B.x2-x1<x3-x2C.x2-x1>x3-x2D.无法判断乙C(3)b同学通过正确的实验步骤及操作,在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图丙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为

,小球抛出时的水平速度为

。

丙

(4)某同学利用图戊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丁所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图丁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丁中标出。则小球运动到图丁中位置A时,其速度的水平分量大小为

m/s;根据图中数据可得,当地重力加速度的大小为

m/s2。

丁戊1.09.7

三、实验的改进与创新1.实验思路及器材的创新(如图所示)2.数据分析的创新(1)利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移。(2)用频闪仪器胶片记录物体在几个闪光时刻的位置代替铅笔描迹,使数据分析更方便。(3)利用改变相同水平距离找落点,确定小球在不同水平位置的竖直位置描迹。典例

如图所示,将研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板的高度h=0.420m不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中。v0/(m·s-1)0.7411.0341.3181.584t/ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4

正比飞行时间t计算时重力加速度取值(10m/s2)大于实际值

见解析解析

(1)由题表数据可知,h一定时,小球的水平位移d与初速度v0成正比关系,与飞行时间t无关。(2)该同学计算时,重力加速度取值为10

m/s2,一般情况下应取9.8

m/s2,故导致约3

ms的偏差。(3)小球直径过大、小球飞过光电门需要时间或光电门传感器置于槽口的内侧,均会使测量值大于理论值。变式练(2025浙江湖州模拟)某同学利用如图甲所示的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乙所示,此时应将轨道的右端调

。(选填“高”或“低”)

甲乙低(2)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丙所示的抛体运动“频闪图片”,