融通多彩實(shí)驗(yàn)方案　1．教科版新教材——平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究
[要點(diǎn)解讀](1)打擊彈片使小球A平拋的同時(shí)小球B做自由落體運(yùn)動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(2)改變打擊彈片的力度，改變小球A平拋的初速度，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時(shí)落地，說明小球A做平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)與小球B的運(yùn)動(dòng)相同。
2．粵教版新教材——探究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置圖　
[要點(diǎn)解讀](1)可用平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器分別研究平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。(2)切斷電源，使電磁鐵C、D同時(shí)釋放小球，使小球以相同的速度沿水平方向射出，同時(shí)碰撞開關(guān)S切斷電磁鐵E的電源，使鋼球自由下落。(3)控制小鋼球在軌道A、B上的初始位置相對(duì)于各自軌道出口水平線處的高度相同，控制小鋼球在電磁鐵E上的位置與軌道A出口在同一高度。
歸納共性實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵　1．不變的實(shí)驗(yàn)原理通過實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，在水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)。2．必備的實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小鋼球、鉛垂線。3．共同的注意事項(xiàng)(1)斜槽末端切線方向必須水平，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)。(2)每次釋放小球的位置必須相同，以保證小球平拋的初速度相同。
一、基礎(chǔ)考法保住分考查點(diǎn)(一)　實(shí)驗(yàn)原理與操作1. 用如圖所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。(1)下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有________。A．斜槽軌道光滑B．斜槽軌道末端水平C．擋板高度等間距變化D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球
(2)為定量研究，建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系，取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的________(填“最上端”“最下端”或“球心”)對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)；在確定y軸時(shí)________(填“需要”或“不需要”)y軸與鉛垂線平行。(3)為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是________。A．從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡B．用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡C．將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡
(4)伽利略曾研究過平拋運(yùn)動(dòng)，他推斷：從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣。這實(shí)際上揭示了平拋物體________。A．在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)C．在下落過程中機(jī)械能守恒解析：(1)為了能畫出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，首先保證鋼球做的是平拋運(yùn)動(dòng)，所以斜槽軌道不一定要光滑，但斜槽軌道末端必須是水平的；同時(shí)要讓鋼球總是從同一位置無初速度釋放，這樣才能找到同一運(yùn)動(dòng)軌跡上的幾個(gè)點(diǎn)，A錯(cuò)誤，B、D正確。擋板只要能記錄下鋼球下落在不同高度時(shí)的不同的位置即可，不需要等間距變化，C錯(cuò)誤。
(2)鋼球在運(yùn)動(dòng)中記錄下的是其球心的位置，故拋出點(diǎn)也應(yīng)是鋼球靜置于Q點(diǎn)時(shí)球心的位置，故應(yīng)以鋼球的球心對(duì)應(yīng)白紙上的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)；鋼球在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，故y軸必須保證與鉛垂線平行。(3)從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡；用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡；將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，由于鉛筆和白紙之間沒有壓力，故不會(huì)形成運(yùn)動(dòng)軌跡。故選A、B。(4)伽利略的推斷說明了炮彈由同一高度下落時(shí)的等時(shí)性，故只能說明炮彈在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，無法說明水平方向的運(yùn)動(dòng)。答案：(1)BD　(2)球心　需要　(3)AB　(4)B
[關(guān)鍵點(diǎn)撥](1)固定斜槽時(shí)，必須保證斜槽末端的切線水平。(2)小球平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)不是斜槽末端，而是斜槽末端小球球心對(duì)應(yīng)的位置。(3)同一實(shí)驗(yàn)過程中，小球在斜槽上釋放的位置必須相同，以保證小球平拋的初速度相同。
考查點(diǎn)(二)　數(shù)據(jù)處理與誤差分析2．(2021·全國(guó)乙卷)某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05 s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖乙所示(圖中未包括小球剛離開軌道的圖像)。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為5 cm。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖乙中標(biāo)出。
完成下列填空：(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(1)小球運(yùn)動(dòng)到圖乙中位置A時(shí)，其速度的水平分量大小為______m/s，豎直分量大小為______m/s；(2)根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮開_______m/s2。
答案：(1)1.0　2.0　(2)9.7
二、創(chuàng)新考法不失分創(chuàng)新角度(一)　實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新1. 試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)“測(cè)量彈射器彈丸出射初速度”的實(shí)驗(yàn)方法，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：彈射器(含彈丸，如圖所示)、鐵架臺(tái)(帶有夾具)、米尺。(重力加速度g已知)(1)畫出實(shí)驗(yàn)示意圖。(2)在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意：______________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量(在畫出的示意圖中用字母標(biāo)出)：________________。(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中采取的方法是______。(5)計(jì)算公式為_______________________________________________。
2．頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段。在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。某物理小組利用如圖甲所示的裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。他們分別在該裝置正上方A處和右側(cè)正前方B處安裝了頻閃儀器并進(jìn)行了拍攝，得到的頻閃照片如圖乙所示，O為拋出點(diǎn)，P為運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)。則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析下列問題(g取10 m/s2)：
(1)乙圖中，A處攝像頭所拍攝的頻閃照片為______(填“a”或“b”)。(2)測(cè)得圖乙a中OP距離為30 cm，b中OP距離為45 cm，則平拋小球的初速度大小應(yīng)為________ m/s，小球在P點(diǎn)速度大小應(yīng)為________ m/s。
創(chuàng)新角度(二)　實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新3．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽(如圖甲中P0P0′、P1P1′、…)，槽間距離均為d。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上。實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放。每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d。實(shí)驗(yàn)得到的小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)如圖乙所示。
(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到________________________________________________________________________________________________________。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_____________________________________________________________________________________________________。(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了______________________________________________________________________________________________________。(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
解析：(1)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)的目的：①使斜軌道末端切線水平，以保證小球離開軌道時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)；②使A板水平，保證B板總處于同一高度；③使插槽P0P0′垂直斜軌道并在斜軌道末端正下方，以保證B板在P0P0′時(shí)小球的痕跡為拋出點(diǎn)。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了保證小球每次以相同初速度做平拋運(yùn)動(dòng)。(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了使記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)間的水平距離相等。(3)如圖所示。
答案：(1)斜軌道末端切線水平、A板水平、插槽P0P0′垂直斜軌道并在斜軌道末端正下方　使小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度都相同　(2)使記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)之間的水平距離相等　(3)見解析圖
創(chuàng)新角度(三)　數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新4．如圖甲所示， AB是一可升降的豎直支架，支架頂端A處固定一弧形軌道，軌道末端水平。一條形木板的上端鉸接于過A的水平轉(zhuǎn)軸上，下端擱在水平地面上。將一小球從弧型軌道某一位置由靜止釋放，小球落在木板上的某處，測(cè)出小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程x和此時(shí)木板與水平面的夾角θ，并算出tan θ。改變支架AB的高度，將小球從同一位置釋放，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組x和tan θ，記錄的數(shù)據(jù)如下表：
(1)在圖乙的坐標(biāo)中描點(diǎn)連線，做出x-tan θ的關(guān)系圖像。(2)根據(jù)x-tan θ圖像可知小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝________ m/s；實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)θ超過60°后，小球?qū)⒉粫?huì)掉落在斜面上，則斜面的長(zhǎng)度為________ m。(重力加速度g取10 m/s2，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。(3)實(shí)驗(yàn)中有一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤，可能的原因是______________________________________________________________。
解析：(1)x-tan θ的關(guān)系圖像如圖所示：

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