备考2025届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动实验五探究平抛运动的特点命题点1教材基础实验

试验五探究平抛运动的特点核心考点五年考情命题分析预料试验原理和数据处理2024：海南T14（2），浙江1月T17（1）高考对平抛运动试验的考查落点一般在试验原理与数据处理上，试题常常在试验装置、数据处理等方面进行创新，难度不太大.预料2025年高考可能会出现关于探究平抛运动特点的创新试验：创新测速度的方法，比如运用手机、传感器等.试验误差分析2024：福建T11；2024：浙江4月T17创新试验设计2024：北京T16，浙江6月T16－Ⅰ（1）；2024：全国乙T22；2024：天津T9（1）；2024：北京T211.试验目的（1）用试验的方法描绘出平抛运动的轨迹.（2）用平抛运动的轨迹求解平抛物体的初速度.2.试验原理使小球做平抛运动，利用描迹法描绘小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式x＝v0t和y＝12gt2，可得v0＝xg3.器材与装置（1）人教版试验装置（2）其他版教材试验装置4.试验步骤（1）安装、调整斜槽将斜槽固定在试验桌上，使其末端伸出桌面，斜槽末端的[1]切线水平，如图所示.（2）调整木板并确定坐标原点用图钉将坐标纸固定在木板上，把木板调整到竖直位置，使板面与小钢球运动轨迹所在的平面平行且靠近.把小钢球放在槽口（斜槽末端）处，用铅笔登记小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点O，O点即坐标原点.利用[2]重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴，在水平方向建立x轴.（3）描点使小钢球从斜槽上某一位置由静止滚下，小钢球从斜槽末端飞出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小钢球在某一x值处的y值，然后让小钢球从斜槽上[3]同一位置由静止滚下，移动笔尖在坐标纸上的位置，当小钢球恰好与笔尖正碰时，用铅笔在坐标纸上描出代表小钢球通过位置的点.重复几次试验，在坐标纸上描出一系列代表小钢球通过位置的点.（4）描绘出平抛运动的轨迹取下坐标纸，将坐标纸上登记的一系列点用[4]平滑曲线连接起来，即可得到小钢球做平抛运动的轨迹.5.数据处理（1）推断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹交点分别记为M1、M2、M3、…，若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标和x坐标之间应当满意关系式y＝ax2（a是待定常量），用刻度尺测量某点的x、y两个坐标值代入y＝ax2求出a，再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满意这个关系式，则这条曲线是抛物线的一部分.（2）计算平抛物体的初速度情境1：若原点O为抛出点，利用公式x＝v0t和y＝12gt2即可求出多个初速度v0＝xg2y，情境2：若原点O不是抛出点①在轨迹曲线上取三点A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如图所示.A到B与B到C的时间相等，设为T.②用刻度尺分别测出yA、yB、yC，则有yAB＝yB－yA，yBC＝yC－yB.③yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上两式得v0＝xgy6.留意事项（1）应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触.（2）小钢球每次必需从斜槽上[5]同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差.（3）坐标原点（小钢球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点.研透高考明确方向命题点1教材基础试验1.[试验原理＋试验操作/2024浙江1月]在“探讨平抛运动”试验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴.让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示.在轨迹上取一点A，读取其坐标（x0，y0）.（1）下列说法正确的是C（单选）.A.试验所用斜槽应尽量光滑B.画轨迹时应把全部描出的点用平滑的曲线连接起来C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据（2）依据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0＝D（单选）.A.2gh B.C.x0g2h D.x（3）在本试验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是确保多次运动的轨迹相同.解析（1）斜槽轨道不须要光滑，只须要从同一位置静止释放小球，使其到达斜槽末端的速度相同即可，故选项A错误；由于描点可能出现误差，因此不是把全部的点都用平滑曲线连接起来，选项B错误；求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，这样误差较小，选项C正确.（2）依据平抛运动规律有x0＝v0t、y0＝12gt2，联立可得v0＝x0g2y0，选项ABC（3）为了保证能画出同一个平抛运动轨迹上的多个点，必须要在同一位置由静止释放小球，以确保多次运动的轨迹相同（或“保证小球离开斜槽末端的速度v0相同，从而保证其运动轨迹相同”）.易错分析（2）中易错用机械能守恒定律mgh＝12mv02得到v0＝2gh，而选答案A；造成这种错误的缘由是考生2.[数据处理/2024全国乙]某同学利用图（a）所示装置探讨平抛运动的规律.试验时该同学运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（b）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，该同学在试验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出.图（a）图（b）完成下列填空.（结果均保留2位有效数字）（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平重量大小为1.0m/s，竖直重量大小为2.0m/s；（2）依据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为9.7m/s2.解析（1）小球在水平方向做匀速运动通过A点时，其速度的水平重量大小