第四章 第6讲　实验 探究平抛运动的特点（课件 学案，共3份）2026届高中物理一轮复习

第6讲　实验:探究平抛运动的特点 一、实验装置 二、实验器材 末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、刻度尺、重垂线、三角板、铅笔等。 三、实验步骤 1.安装、调整斜槽:将固定有斜槽的背板放在实验桌上,用平衡法检查斜槽末端是否水平,也就是将钢球放在斜槽末端直轨道上,钢球若能静止在直轨道上的任意位置,则表明斜槽末端已调水平。 2.安装、调整背板:将白纸放在复写纸下面,然后固定在装置背板上,并用重垂线检查背板是否竖直。 3.确定坐标原点及坐标轴:选定斜槽末端处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O,从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。 4.描绘运动轨迹:让钢球在斜槽的某一固定位置由静止滚下,并从斜槽末端飞出做平抛运动,钢球落到倾斜的挡板上,挤压复写纸,会在白纸上留下印迹。上下调节挡板,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。取下白纸,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。 四、数据处理 1.判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坐标之间应该满足关系式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坐标值并代入y=ax2,若在误差允许范围内都满足这个关系式,则这条曲线是一条抛物线。 2.计算平抛钢球的初速度大小 (1)若原点O为抛出点,利用公式x=v0t和y=gt2 即可求出多个初速度v0=x,最后求出初速度的平均值,这就是做平抛运动的钢球的初速度大小。 (2)若原点O不是抛出点。 ①如图所示,在轨迹曲线上取三点A、B、C,使xAB=xBC=Δx,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=Δx,由以上两式得 v0=Δx·。 五、注意事项 1.固定斜槽时,要保证斜槽末端水平,以保证钢球的初速度水平,否则钢球的运动就不是平抛运动。 2.钢球每次从斜槽的同一位置由静止释放,这样可以确保每次钢球抛出时的速度相等。 3.坐标原点(钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是钢球在槽口时,钢球的球心在背板上的水平投影点。 考点一　基础性实验 [例1] 【实验原理与操作】 (2023·浙江6月选考卷,16)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 (3)用图丙装置进行实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P点静止滚下,撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验,挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点,竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d,则钢球平抛初速度v0为　　　　。 A.(x+) B.(x+) C.(3x-) D.(4x-) 【答案】 (1)B　(2)C　(3)D 【解析】 (1)用题图甲所示的实验装置,只能探究平抛运动竖直分运动的特点,故A、C错误;在实验过程中,需要改变小锤击打的力度,多次重复实验,故B正确。 (2)为了保证小钢球做平抛运动,需要斜槽末端水平,为了保证小钢球抛出时速度相等,每一次小钢球需要从斜槽上同一位置静止释放,斜槽轨道不需要光滑,故A错误,C正确;上下调节挡板N时不必每次等间距移动,故B错误。 (3)根据竖直方向y1=gt2,水平方向x-=v0t, ... ...