2025版高考物理一轮总复习考点突破第4章抛体运动与圆周运动实验5探究平抛运动的特点考点1教材原型实验

考点1教材原型试验(基础考点·自主探究)【跟踪训练】(试验操作和数据处理)用如图甲所示装置探讨平抛运动。试验操作如下：a．将白纸和复写纸固定在竖直的背板上；b．将钢球由斜槽上某一位置处静止释放，落在可上下调整的水平挡板N上(挡板N靠近背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上留下印迹)；c．上下调整挡板N，重复步骤b，在白纸上记录钢球所经过的多个位置；d．以斜槽水平末端处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴；取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。(1)请将操作d补充完整。(2)试验中，必需满足的条件有AD。(填正确答案标号)A．斜槽轨道末端水平B．斜槽轨道光滑C．挡板高度等间距变更D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(3)通过试验，记录了钢球在运动途中的三个位置，如图乙所示，则该钢球在A点速度的大小为eq\f(\r(13),2)m/s，钢球抛出点位置的坐标为(0,10cm)。(取g＝10m/s2)[解析](1)以斜槽水平末端处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴；取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。(2)斜槽轨道不愿定须要光滑，但末端确定要水平，才能保证是平抛运动，故A正确，B错误；挡板只要能记录下小球下落在不同高度的不同位置即可，不须要等间距变更，故C错误；为了保证小球做平抛运动的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放，故D正确。(3)小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由Δy＝gt2，可得t＝eq\r(\f(Δy,g))＝eq\r(\f(0.55－0.30－0.3－0.15,10))s＝0.1s，平抛运动的初速度v0＝eq\f(xAB,t)＝eq\f(0.30－0.15m,0.1s)＝1.5m/s，B点竖直方向上的分速度vyB＝eq\f(yAC,2t)＝eq\f(0.40m,2×0.1s)＝2m/s，则A点竖直方向上的分速度vyA＝vyB－gt＝1m/s，钢球在A点速度的大小为vA＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,yA))＝eq\f(\r(13),2)m/s，小球运动从抛出到B点的时间tB＝eq\f(vyB,g)＝eq\f(2,10)s＝0.2s，从抛出到B点的水平位移x＝v0tB＝0.3m＝30cm，竖直位移y＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,B)＝0.2m＝20cm，设小球抛出点的位置坐标为(x0，y0)，则x0＋x＝xB，y0＋y＝yB，将B点坐标值xB＝30cm，yB＝30cm代入可得x0＝0，y0＝10cm，即钢球抛出点位置的坐标为(0,10cm)。(探究平抛运动的规律)某同学做“探究平抛运动的特点”试验。(1)该同学先用图1所示的器材进行试验。他用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，变更小球距地面的高度和打击小球的力度，多次重复试验，均可以视察到A、B两球同时落地。关于本试验，下列说法正确的是(B)A．试验现象可以说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动B．试验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动C．试验现象可以同时说明平抛运动在两个方向上的运动规律(2)为了在(1)试验结论的基础上进一步探讨平抛运动的规律，该同学用图2所示的器材接着进行试验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。如图3所示，以小球的抛出点O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。该同学在轨迹上测量出A、B、C三点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3)。假如坐标满足y3＝3(y2－y1)关系，说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动阅历了相等的时间间隔。同时，假如坐标还满足x3＋x1＝2x2关系，那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动。[解析](1)视察到A、B两球同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，即可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；故选B。(2)小球抛出后在O、A、B、C点若时间间隔相等，则需满