【備戰(zhàn)2023高考】物理總復(fù)習(xí)——4.4《實驗五：研究平拋物體的運動》講義（全國通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

第四章曲線運動近5年考情分析考點要求等級要求考題統(tǒng)計2022 2021202020192018曲線運動、運動的合成與分解Ⅱ Ⅱ卷·T19 平拋運動 Ⅱ山東卷·T11廣東卷·T3廣東卷·T6山東卷·T11　山東卷·T16　浙江1月卷·T9河北卷·T2 Ⅱ卷·T16山東卷·T16浙江1月卷·T5江蘇卷·T8Ⅱ卷·T19 圓周運動 Ⅱ甲卷·T14山東卷·T8遼寧卷·T13廣東卷·T4全國甲卷·T15湖北卷·T9浙江6月卷·T7 卷Ⅰ·T16浙江7月卷·T2 浙江4月卷·T11實驗五：研究平拋物體的運動浙江1月卷·T17全國乙卷·T22 浙江4月卷·T17 核心素養(yǎng)物理觀念:1.運動的合成與分解2.平拋運動規(guī)律3.圓周運動的運動學(xué)和動力學(xué)特征科學(xué)思維:1.繩或桿關(guān)聯(lián)物體速度分解2.平拋運動的臨界問題3.圓周運動的動力學(xué)分析科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：1.拋體運動、圓周運動在生活、體育中的應(yīng)用命題規(guī)律1.試題貼近生活中的曲線運動，如汽車過彎道、拱橋、速滑、投彈、過山車等等.2.幾種特色運動的分析，小船過河、繩(桿)端速度分解、平拋、斜拋、斜面拋、類平拋、豎直平面內(nèi)圓周運動及臨界、平面圓周運動、圓錐擺運動及臨界，等等。備考策略1牢記基本概念，熟練基本方法，把握常見模型，積累特殊方法技巧的應(yīng)用.2.深刻體會應(yīng)用運動的合成與分解解決問題的思想，形成解決平拋運動與圓周運動的思路，盡可能多地分析曲線運動在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用問題。【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】專題4.4 實驗五：研究平拋物體的運動【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】考點一基本要求一、實驗思路由于物體是沿著水平方向拋出的，在運動過程中只受到豎直向下的重力作用，因此我們可以嘗試將平拋運動分解為水平方向的分運動和豎直方向的分運動．二、實驗器材1．探究平拋運動豎直分運動特點的實驗器材：小錘一個、兩個相同的小鐵球、平拋豎落儀一個．2．探究平拋運動水平分運動特點的實驗器材：斜槽、鋼球、白紙、復(fù)寫紙、鉛垂線、鉛筆、平拋鐵架臺(有背板及水平放置的可上下調(diào)節(jié)的擋板).三、探究過程1．探究平拋運動豎直分運動的特點(1)實驗：如圖甲所示，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運動；同時B球被松開，自由下落．A、B兩球同時開始運動，觀察兩球哪個先落地．分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復(fù)這個實驗，記錄實驗現(xiàn)象．(2)分析：仔細(xì)觀察可以得知，不管小鋼球距地面的高度為多大，也不管小錘擊打金屬片的力度多大(小錘擊打金屬片的力度越大，小鋼球A水平拋出的初速度越大)，兩小鋼球每次都是同時落地．說明兩小鋼球在空中運動的時間相等，也就說明了做平拋運動的物體在豎直方向上的分運動是自由落體運動．2．探究平拋運動水平分運動的特點(1)按照圖乙所示安裝實驗裝置．(2)將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上．(3)調(diào)節(jié)斜槽M末端水平．(4)讓鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運動．鋼球落到傾斜的擋板上后，就會擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡．(5)上下調(diào)節(jié)擋板N，通過多次實驗，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置．(6)用平滑曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運動的軌跡．(7)根據(jù)軌跡確定水平分運動的規(guī)律①根據(jù)實驗1得出的平拋運動在豎直方向分運動的自由落體運動規(guī)律，取“相等的時間間隔”．②根據(jù)自由落體運動的位移公式h＝gt2我們可以得出，在相鄰相等的時間間隔內(nèi)物體所發(fā)生的位移之比為1∶3∶5∶…∶(2n＋1)，那么我們就可以從坐標(biāo)系的縱軸上選取長度分別為h，3h，5h的相鄰線段，即選取縱坐標(biāo)分別為h，4h，9h的三個點，如圖所示．③在平拋的軌跡上找出水平分運動在相鄰相等的時間間隔里所到達(dá)的位置，例如O，A，B，C等點，就找出了水平分運動在相鄰相等的時間間隔內(nèi)所發(fā)生的位移．若相等時間內(nèi)水平方向的位移在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則水平分運動的規(guī)律是勻速直線運動．考點二方法規(guī)律1、數(shù)據(jù)處理(1)判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線如圖所示，在x軸上作出等距離的幾個點A1、A2、A3…，把線段OA1的長度記為l，則OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3…向下作垂線，與軌跡交點分別記為M1、M2、M3…，若軌跡是一條拋物線，則各點的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)之間應(yīng)該滿足關(guān)系式y＝ax2(a是待定常量)，用刻度尺測量某點的x、y兩個坐標(biāo)值代入y＝ax2求出a，再測量其他幾個點的x、y坐標(biāo)值，代入y＝ax2，若在誤差范圍內(nèi)都滿足這個關(guān)系式，則這條曲線是一條拋物線．(2)計算平拋物體的初速度情景1：若原點O為拋出點，利用公式x＝v0t和y＝gt2即可求出多個初速度v0＝x，最后求出初速度的平均值，這就是做平拋運動的物體的初速度．情景2：若原點O不是拋出點①在軌跡曲線上取三點A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如圖所示．A到B與B到C的時間相等，設(shè)為T.②用刻度尺分別測出yA、yB、yC，則有yAB＝yB－yA，yBC＝yC－yB.③yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上兩式得v0＝x.2、注意事項(1)為了保證實驗精度，必須保證背板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面．(2)安裝斜槽時，其末端切線水平．(3)小球每次必須從斜槽上同位置由靜止?jié)L下．(4)坐標(biāo)原點：坐標(biāo)原點不是槽口的端點．應(yīng)是小球出槽口時球心在背板上的投影點．3、誤差分析(1)安裝斜槽時，其末端不水平．(2)鋼球做平拋運動時受空氣阻力影響．(3)鋼球每次滾下的初位置不相同．(4)建立坐標(biāo)系時，誤將斜槽口在背板上的投影點作為坐標(biāo)原點．高頻考點一基本要求例1、在研究平拋物體運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的、、、所示，則小球平拋的初速度的計算式為___________（用、表示）。小球在點的速率為___________。（取三位有效數(shù)字）【變式訓(xùn)練】（1）用如圖1所示裝置進(jìn)行“探究平拋運動的特點”實驗中，已知A、B兩球質(zhì)量相等，下列說法中正確的是_________________。A．A球比B球在空中運動的時間長B．落地時A的速度大于B球的速度C．落地前瞬時，A球重力的功率比B球的大D．從開始運動到落地，重力對兩球做功一樣多（2）如圖2，某實驗小組用頻閃照相的方法在坐標(biāo)紙上記錄了A球在不同時刻的四個位置，已知頻閃周期一定，軸方向為水平方向，軸方向為豎直方向，坐標(biāo)紙小方格的邊長為，重力加速度為，則A球平拋的初速度大小為___________，拋出點的坐標(biāo)為______________，___________。（3）如果根據(jù)（2）中記錄的數(shù)據(jù)來求當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，還需要知道______________，可以計算出重力加速度的大小為_______________（用上空物理量及已知量表示）。高頻考點二方法規(guī)律例2、在“研究平拋運動”實驗中，（1）如圖1所示，當(dāng)小球飛出后，與橫擋條相撞（圖2為小球與擋條擠壓復(fù)寫紙的側(cè)面圖），通過擠壓，復(fù)寫紙會在白紙上留下一個痕跡，在描繪平拋運動軌跡時，坐標(biāo)原點應(yīng)選小球在斜槽末端點時的___________；A．球的底端B．球心C．球的上端（2）在此實驗中，下列說法錯誤的是___________；A．斜槽軌道必須光滑B．記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些C．用平滑曲線把所有的點連接起來D．y軸的方向根據(jù)重垂線來確定（3）同學(xué)通過正確的實驗步驟及操作，在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡。部分運動軌跡如圖3所示。圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為L，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等。重力加速度為g?？汕蟪鲂∏驈?/span>P1運動到P2所用的時間為___________，小球拋出時的水平速度為___________。【變式訓(xùn)練】某同學(xué)在做“研究平拋物體的運動”的實驗時得到了如圖所示物體的部分運動軌跡，A、B、C三點的位置在運動軌跡上已標(biāo)出，則：小球平拋的初速度___________m/s ，___________m/s（g取）；例3、為了探究平拋運動的規(guī)律，某同學(xué)用如圖（a）所示的裝置進(jìn)行實驗。(1)為了準(zhǔn)確地描繪出平拋運動的軌跡，下列要求合理的是________。A．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端必須水平D．本實驗必需的器材還有刻度尺和停表(2)甲同學(xué)按正確的操作完成實驗并描繪出平拋運動的軌跡，以平拋運動的初始位置O為坐標(biāo)原點建立xOy坐標(biāo)系，如圖（b）所示。從運動軌跡上選取多個點，根據(jù)其坐標(biāo)值可以驗證軌跡符合y＝ax2的拋物線。若坐標(biāo)紙中每個小方格的邊長為L，根據(jù)圖中M點的坐標(biāo)值，可以求出a＝________，小球平拋運動的初速度v0＝________。（重力加速度為g）(3)乙同學(xué)不小心將記錄實驗的坐標(biāo)紙弄破損，導(dǎo)致平拋運動的初始位置缺失。他選取軌跡中任意一點O為坐標(biāo)原點，建立xOy坐標(biāo)系（x軸沿水平方向、y軸沿豎直方向），如圖（c）所示。在軌跡中選取A、B兩點，坐標(biāo)紙中每個小方格的邊長仍為L，重力加速度為g。由此可知：小球從O點運動到A點所用時間t1與從A點運動到B點所用時間t2的大小關(guān)系為：t1________t2（選填“>”“<”或“＝”）；小球平拋運動的初速度v0＝________，小球平拋運動的初始位置坐標(biāo)為________。(4)丙同學(xué)將實驗方案做了改變，如圖（d）所示，他把桌子搬到墻的附近，調(diào)整好儀器，使從斜槽軌道滾下的小球打在正對的墻上，把白紙和復(fù)寫紙附在墻上，記錄小球的落點。然后等間距地改變桌子與墻的距離，就可以得到多個落點。如果丙同學(xué)還有一把刻度尺，他是否可以計算出小球平拋時的初速度_______？并簡要闡述理由。_________ 【變式訓(xùn)練】在用斜槽軌道做“研究平拋物體運動”的實驗中：（1）斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是___________。A．保證小球飛出時有適當(dāng)?shù)乃俣却笮?/span> B．保證小球飛出時速度沿水平方向C．保證小球在空中運動的時間每次都相等 D．保證小球運動的軌道是一條拋物線（2）實驗簡要步驟如下：A．安裝器材時，注意讓斜槽末端水平，記下平拋初位置點和過點的豎直線；B．讓小球多次從同一位置釋放，在印有小方格的紙上（小方格的邊長）記下小球碰到鉛筆筆尖的位置，如圖中、、、所示；C．取下印有小方格的紙，以為原點，以豎直線為軸建立平面直角坐標(biāo)系，用平滑曲線畫出物體的運動軌跡；①在做“研究平拋運動”實驗中，引起實驗結(jié)果偏差較大的原因可能是___________。①安裝斜槽時，斜槽末端切線方向不水平 ②確定軸時，沒有用重垂線③斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦 ④每次沒有從同一位置由靜止釋放小球A．①③　B．①②④　C．③④　D．②④②若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的、、、所示，則小球平拋的水平初速度___________（取，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。例4、圖1是研究“平拋物體的運動”的實驗裝置圖：（1）該實驗中必須滿足的條件和進(jìn)行的實驗操作是______。A．測定平拋小球的質(zhì)量mB．確保小球每次都從同一位置由靜止釋放C．確保斜槽末端水平D．測定斜槽頂端到桌面的高度h（2）圖2是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則該圖像的函數(shù)表達(dá)式為_______（用字母x、y、g、v0表示）；計算得此小球做平拋運動的初速度為_______m/s。（g取10m/s2）【變式訓(xùn)練】某同學(xué)用如圖所示裝置描繪小球做平拋運動位置的點，獲得平拋運動的軌跡，從而研究平拋運動的規(guī)律。（1）對于實驗中的一些注意事項，正確的是___________。A．本實驗需要天平測量小球的質(zhì)量B．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇C．每次小球應(yīng)從斜槽不同高度由靜止釋放D．為描出小球的運動軌跡，描繪的點要用平滑的曲線連接（2）實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為___________，小球經(jīng)過b點時的豎直分速度計算式為___________，小球經(jīng)過d點時的速度計算式為___________。（計算結(jié)果均用L和g表示）例5、某同學(xué)用如圖a所示的裝置做“探究平拋運動特點”的實驗，其目的是先描繪平拋運動的軌跡，再計算平拋物體的初速度。（1）為了描繪平拋運動的軌跡，下列說法正確的是______。A．應(yīng)選用光滑的斜槽軌道，以減小摩擦阻力的影響B．應(yīng)使軌道末端的切線水平，保證小球離開軌道時的速度水平C．小球每次都應(yīng)從斜槽上同一點由靜止釋放，使每次平拋的初速度相同D．在白紙上描繪的曲線必須經(jīng)過所有的痕跡點（2）如果在白紙上描繪的部分軌跡如圖b所示，其中A、B、C相鄰時間間隔內(nèi)兩點間的水平距離均為x，A、B間的豎直距離為，B、C間的豎直距離為。已知重力加速度為g，則小球平拋的初速度為______。【變式訓(xùn)練】某同學(xué)在做“研究平拋物體的運動”的實驗時得到了如下圖所示物體的運動軌跡，a、b、c三點的位置在運動軌跡上已標(biāo)出，則：（1）實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材還需要的是______。A．游標(biāo)卡尺　　B．秒表　　C．坐標(biāo)紙　　D．天平E．彈簧秤　　F．重垂線（2）實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動。下列說法正確的是______。A．調(diào)節(jié)斜槽軌道，使其末端水平B．斜槽必須光滑C．每次由靜止釋放小球的位置必須相同D．小球運動時不應(yīng)與木板上的坐標(biāo)紙接觸E．將小球的位置記錄在坐標(biāo)紙上，取下坐標(biāo)紙用直尺將點連成折線（3）由圖可知小球由a到b的時間與由b到c時間相等，則相等的時間間隔t＝______s，小球平拋的初速度______m/s（g取）；

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