第16讲 实验探究平抛运动的特点 实验探究向心力大小与半径角速度质量的关系-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

教师：XXX2025年高考一轮复习讲练测新教材新高考新教材新高考第16讲实验：探究平抛运动的特点、

实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

01考情分析目标导航02知识导图思维引航03考点探究考法突破04真题练习命题洞见目录contents01考情分析目标导航目标要求目标1.知道平抛运动的轨迹是抛物线，能熟练操作器材，会在实验中描绘其轨迹。目标2.会通过描绘的平抛运动轨迹计算物体的初速度。目标3.会用控制变量法探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。目标4.会用图像法处理数据。考情分析考情分析02知识导图思维引航思维导航两个基本学生实验实验一:探究平抛运动的特点本实验的命题特点主要集中在以下两个方面(1)轨迹的坐标原点是否为小球平抛的起点;(2)因实验原理与装置的不同，确定小球运动轨迹的方式也不同，数据处理的方法也有所不同。本实验需要探究向心力与多个物理量之间的关系，因而实验采用控制变量法。。实验二:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系操作要点数据处理实验细节误差分析03考点探究考法突破探究平抛运动的特点考点一探究影响向心力大小的因素考点二创新实验考点三考航导点其他方案优化

误差分析考点一探究平抛运动的特点知识点1

理清原理与操作原理装置图操作要领

(1)调节：①斜槽末端水平；②固定白纸的平板竖直。(2)确定平抛起点：将小球飞离斜槽末端时球心的位置描在白纸上。(3)操作：①每次都从同一位置释放小球；②上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录小球所经过的多个位置。(4)轨迹获取：用平滑曲线把白纸上各印迹连接起来。知识点2.数据处理方法平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0，因

，故平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，Δh＝hBC－hAB＝gt2，

考点一探究平抛运动的特点知识点3.注意实验细节1．固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度沿水平方向。若不水平，会导致小球离开斜槽后不做平抛运动。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．为保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，可在斜槽上某一位置固定一个挡板。4．要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。5．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。6．计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算。考点一探究平抛运动的特点知识点4做好误差分析系统误差1．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。2．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。偶然误差1．确定小球运动的位置时不准确，会导致误差。2．量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差。考点一探究平抛运动的特点考向1坐标原点是否为平抛起点先测量曝光周期，后求频率根据水平方向做匀速直线运动，求出曝光周期，就可以求解。根据初速度为零的匀加速直线运动在相等时间的位移比，可知抛出点要从A点左推三个格，上推一个格，故可求出抛出点坐标。

5

3

平抛运动时间由竖直方向的高度决定频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是相邻两球水平方向的距离相等。考向1坐标原点是否为平抛起点2.(2024·北京东城统考二模)某同学做“研究平抛运动的特点”实验。(1)用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是______。A.A球的运动时间比较长B.两球的运动时间一样长C.只改变小锤的击打力度，不会影响两球的运动时间D.只改变两小球开始运动时距地面的高度，不会影响两球的运动时间BC(2)用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是______________________________。相邻两球水平方向的距离相等考向1坐标原点是否为平抛起点

2.0流量：单位时间通过某个界面水的体积。需要测量的物理量为出水口的直径d，出水口到落地点的水平距离x和竖直高度h。

1．小球平抛运动的起点在斜槽末端小球球心的位置。2．平抛运动轨迹残缺时，可以用

和

确定小球做平抛运动的初速度。考向2

小球轨迹点确定的不同方式

ABCA.在安装时，必须确保弹射器水平放置B.为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸

D.第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离(1)下列实验步骤必要的是________。减小空气阻力的影响确保抛出时初速度水平确保抛出时初速度大小相同第一次不需要测量，以后每次向右移动0.2m考向2

小球轨迹点确定的不同方式

2.02.8

考向2

小球轨迹点确定的不同方式

实验次数1234560.180.320.691.001.191.430.0350.0650.1400.1600.2400.290考向2

小球轨迹点确定的不同方式先描点后连点成线

考向2

小球轨迹点确定的不同方式

1.00(0.96～1.04均可)0.69(0.65～0.73均可)(3)实验中有一组数据出现明显错误，可能的原因是___________________________________________________。：小球释放位置与其他几次实验不同(低于其他几次实验)

考点二探究影响向心力大小的因素知识点1、2

实验思路和实验器材实验器材控制变量法

向心力演示器、小球。在实验过程中可以通过两个小球同时做圆周运动对照，分别分析下列情形：(1)在质量、半径一定的情况下，探究向心力大小与角速度的关系。(2)在质量、角速度一定的情况下，探究向心力大小与半径的关系。(3)在半径、角速度一定的情况下，探究向心力大小与质量的关系。知识点3.实验过程(1)分别将两个质量相等的小球放在实验仪器的两个小槽中，且小球到转轴(即圆心)距离相同即圆周运动半径相同。将皮带放置在适当位置使两转盘转动，记录不同角速度下的向心力大小(格数)。(2)分别将两个质量相等的小球放在实验仪器的长槽和短槽两个小槽中，将皮带放置在适当位置使两转盘转动角速度相等、小球到转轴(即圆心)距离不同即圆周运动半径不等，记录不同半径下的向心力大小(格数)。(3)分别将两个质量不相等的小球放在实验仪器的两个小槽中，且小球到转轴(即圆心)距离相同即圆周运动半径相等，将皮带放置在适当位置使两转盘转动角速度相等，记录不同质量下的向心力大小(格数)。考点二探究影响向心力大小的因素知识点4、5数据处理和注意事项考点二探究影响向心力大小的因素数据处理注意事项分别作出Fn－ω2、Fn－r、Fn－m的图像，分析向心力大小与角速度、半径、质量之间的关系，并得出结论。摇动手柄时应力求缓慢加速，注意观察其中一个标尺的格数。达到预定格数时，即保持转速恒定，观察并记录其余读数。考向1教材原型实验

(1)在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与___的关系。B

考向1教材原型实验(2)在(1)的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为____；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值______(选填“变大”“变小”或“不变”)。1∶2不变

由上一步的分析可知，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值不变。考向1教材原型实验

(1)本实验利用的物理方法为___。BA.理想实验法

B.控制变量法C.等效替代法(2)为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，现将一铁球放在C处，对另一小球，以下做法正确的是___。AA.选用相同的铁球放在A处

B.选用相同的铁球放在B处C.选用相同大小的铝球放在A处

D.选用相同大小的铝球放在B处为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，则必须保持质量和转动半径相同，因其中一球放在了C处，则应该选用相同的铁球放在A处。在实验中，主要利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系考向1教材原型实验为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，则必须保持质量和转动半径相同，因其中一球放在了C处，则应该选用相同的铁球放在A处。在实验中，主要利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系(3)通过本实验可以得到的结果有___。AA.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比(4)当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，匀速转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为_____。

(5)用此装置做实验有较大的误差，误差产生的主要原因是___。BA.匀速转动时的速度过大B.读数时标尺露出的红白相间的等分格数不稳定匀速转动时的速度过大，不会引起较大的误差；读数时标尺露出的红白相间的等分格数不稳定，从而产生误差。1．向心力与多种因素有关，实验时采取控制变量法。2．塔轮通过皮带传动，选择半径相同的塔轮可以控制角速度相同，选择半径不同的塔轮，可以根据塔轮半径求出角速度之比。考向2

探索创新实验创新角度创新示例实验方案及器材的创新以拉力传感器、速度传感器、转速测量仪的使用使实验方案得以改进，有利于物理量的测量实验目的的创新以圆周运动的形式测量其他物理量考向2

探索创新实验

考向2

探索创新实验

(1)小球通过光电门时的角速度为____。

考向2

探索创新实验

(1)物块没有看作质点对实验是否有影响？____(选填“是”或“否”)否

物块的形状和大小相同，做圆周运动的半径相同，所以物块没有看作质点对实验没有影响。

考向2

探索创新实验

04真题练习命题洞见

①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度________(填“相同”或“不同”)。

相同

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同一位置静止释放，故高度相同；

0.71

考查平抛运动规律，和实验数据的处理能力。②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。用平滑曲线连接

(1)关于实验，下列做法正确的是______(填选项前的字母)。ABDA.选择体积小、质量大的小球

B.借助重垂线确定竖直方向C.先抛出小球，再打开频闪仪

D.水平抛出小球考查实验器材的选择和实验注意事项。(2)图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做______________运动；根据___________________________，可判断A球水平方向做匀速直线运动。自由落体运动A球相邻两位置水平距离相等根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可以判断出A球竖直方向做自由落体运动。根据A球相邻两位置水平距离相等，可以判断A球水平方向做匀速直线运动。(3)某同学使小球从高度为

的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次)，最多可以得到小球在空中运动的____个位置。10根据运动学公式

，解得

频闪仪每秒频闪25次，频闪周期

故最多可以得到小球在空中运动个数为

沿相互垂直的不同反向分解平抛运动，此问对运动的分解能力要求更大。

(1)用图1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、竖直分运动的特点考查实验原理和方法。(2)用图2装置进行实验，下列说法正确的是___。CA.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考查实验步骤和注意事项。

DA.

B.

C.

D.A．竖直方向，根据水平方向联立可得故A错误；B．竖直方向，根据水平方向联立可得故B错误；CD．竖直方向，根据水平方向联立可得故C错误,D正确。

AA.控制变量法

B.等效法

C.模拟法本实验先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实验方法是控制变量法；②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的____________之比(选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”)；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值______(选填“不变”、“变大”或“变小”)。角速度平方不变根据传动关系和向心力表达式求解

2.956.529.2713.2016.6119.90_________5.958.8110.7412.4914.0515.2835.477.6115.3156.0197.4233.5

让尽可