（浙江選考）2022年高考物理一輪復習 第4章 曲線運動 萬有引力與航天 實驗4 研究平拋運動學案

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1、（浙江選考）2022年高考物理一輪復習 第4章 曲線運動 萬有引力與航天 實驗4 研究平拋運動學案 [考綱解讀]　(1)會描出平拋物體的運動軌跡，并驗證軌跡是一條拋物線。(2)會根據(jù)運動軌跡求平拋物體的初速度。 注意事項 1.斜槽末端的切線必須水平。 2.方木板必須處在豎直面內(nèi)且小球運動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近木板但不接觸。 3.坐標原點(小球做平拋運動的起點)不是槽口的端點，應(yīng)是小球在槽口時球的球心在木板上的水平投影點。 4.如果是用白紙，則應(yīng)以小球在槽口時球的球心在木板上的水平投影點為坐標原點，在斜槽末端懸掛重垂線，先根據(jù)重垂線方向確定y軸方向，再用直角

2、三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標系。 5.每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始滾下。 6.在平拋軌道上選取距O點遠些的點來計算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。 熱點一　教材原型實驗 【例1】　(1)在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上________。 A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平 B.每次釋放小球的位置可以不同 C.每次必須由靜止釋放小球 D.記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降 E.小球運動時不應(yīng)與木板上的

3、白紙相接觸 F.斜槽必須是光滑的，以免受到摩擦力的作用 (2)作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有________和________。其初速度的表達式為v0＝________。 (3)若某次實驗中，小剛同學做了平拋運動的實驗，他用一張印有小方格的紙記錄小球運動的軌跡，小方格的邊長L＝1.25 cm。若小球在做平拋運動途中的幾個位置如圖1中a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度v0＝______(用L、g表示)，其值是______(g取9.8 m/s2)。 圖1 解析　(1)要保證每次拋出時的速度相等應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下并且斜槽軌道末端必須保

4、持水平，只要做到這兩點，我們就能得到相等的速度，至于摩擦力不會影響這個結(jié)果，記錄小球位置用的鉛筆每次沒必要嚴格地等距離下降，小球運動時應(yīng)避免與紙面發(fā)生摩擦。所以選A、C、E。(2)小球從原點到某時刻的水平位移x，從原點到該時刻的豎直位移y，v0＝x。 (3)根據(jù)題意，仔細審查圖中a、b、c、d四點的相對位置，發(fā)現(xiàn)相鄰的兩點間的水平距離均為2L，則物體在相鄰的兩點間運動時間相等，設(shè)這個相等時間為T0，由于豎直方向是加速度為g的勻加速運動，由Δy＝aT2可得L＝gT，再由水平方向是勻速運動得2L＝v0T0，聯(lián)立上述兩式解得v0＝2＝0.70 m/s。 答案　(1)ACE (2)小球從原點到某

5、時刻的水平位移x　從原點到該時刻的豎直位移y　x　(3)2　0.70 m/s 熱點二　實驗拓展創(chuàng)新 1.記錄各個點的方法變化。 2.實驗方法的改變。 3.實驗的拓展延伸。 【例2】　(2017·4月浙江選考)在“研究平拋運動”實驗中。 (1)圖2是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐標原點應(yīng)選小球在斜槽末端點時的________。 圖2 A.球心　　B.球的上端　　C.球的下端 在此實驗中，下列說法正確的是________(多選)。 A.斜槽軌道必須光滑 B.記錄的點應(yīng)適當多一些 C.用平滑曲線把所有的點連接起來 D.y軸的方向根據(jù)

6、重錘線確定 (2)圖3是利用圖2裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作錯誤的是(　　) 圖3 A.釋放小球時初速度不為0 B.釋放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切線不水平 (3)下圖是利用穩(wěn)定的細水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是________。 解析　(1)小球平拋軌跡標注小球最高點，所以選B。實驗過程中，斜槽不一定光滑，只要能夠保證從同一位置靜止釋放，即使軌道粗糙，摩擦力做功是相同的，離開斜槽末端的速度就是一樣的，所以A錯誤；記錄點適當多一些，能夠保證描點平滑，選項B正確，選項C錯誤；y軸必須是豎直方向，即用重錘線確定，選項D正確。 (2)

7、由圖可知斜槽末端不水平，才會造成斜拋運動，選項C正確。 (3)插入瓶中的另一根吸管使得與外界氣壓相等，目的就是為了保證水流流速不受瓶內(nèi)水面下降的影響而減小，能保證下降到該處的一段時間內(nèi)，能夠得到穩(wěn)定的細水柱，所以選B。 答案　(1)B　BD　(2)C　(3)B 1.在“探究平拋運動”的規(guī)律時，可以選用下列各種裝置圖，以下操作合理的是(　　) A.選用裝置1研究平拋物體豎直分運動，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時落地 B.選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細水柱所顯示的平拋軌跡，豎直管上端A一定要高于水面 C.選用裝置3要獲得鋼球的平拋運動軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放 D

8、.除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機拍攝鋼球做平拋運動時每秒15幀的錄像獲得平拋運動軌跡 答案　D 2.在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，在調(diào)整斜槽時，必須使斜槽末端切線方向水平，這樣做的目的是(　　) A.為了使小球初速度每次都相同 B.為了使小球運動軌跡是拋物線 C.為了使小球飛出時，初速度方向水平 D.為了使小球在空中運動時間每次都相等 解析　小球平拋的初速度大小與釋放點高度有關(guān)，運動軌跡是否是拋物線與斜槽末端的切線水平無關(guān)，小球在空中運動的時間主要由高度決定，故選項A、B、D錯誤；只有斜槽末端切線水平，才能保證小球離開槽口后做平拋運動。 答案　C 3.在“研究平拋運動”

9、的實驗中，求解得到的初速度有誤差，與誤差產(chǎn)生原因無關(guān)的是(　　) A.弧形槽與球間有摩擦 B.弧形槽末端切線不水平 C.小球受空氣阻力 D.小球每次自由滾下的位置不同 解析　要保證每次實驗時，小球平拋的初速度的大小和方向相同，需使小球每次從同一位置由靜止釋放，斜槽末端應(yīng)水平；弧形槽與球間的摩擦不影響小球每次平拋的初速度的一致性；小球受的空氣阻力使它不具備做平拋運動的條件。 答案　A 4.(2018·紹興市選考模擬)“研究平拋運動”的實驗裝置如圖4所示。 圖4 (1)實驗時，每次須將小球從軌道________(填字母)。 A.同一位置釋放 B.不同位置無初速度釋放 C

10、.同一位置無初速度釋放 (2)上述操作的目的是使小球拋出后________(填字母)。 A.只受重力 B.軌跡重合 C.做平拋運動 D.速度小些，便于確定位置 (3)實驗中已測出小球半徑為r，則小球做平拋運動的坐標原點位置應(yīng)是________(填字母)。 A.斜槽末端O點 B.斜槽末端O點正上方r處 C.斜槽末端O點正前方r處 D.斜槽末端O點正上方r處在豎直木板上的投影點 答案　(1)C　(2)B　(3)D 5.某同學設(shè)計了一個“研究平拋運動”的實驗，實驗裝置如圖甲所示，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5甲中P0P0′、P1P1′、…

11、)，槽間距離均為d。把覆蓋復寫紙的白紙鋪貼在硬板B上。實驗時依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放。每打完一點后，把B板插入后一槽中并同時向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d。實驗得到的小球在白紙上打下的若干痕跡點如圖乙所示。 圖5 (1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復調(diào)節(jié)，直到_________________________________ ___________________________________________________________________。 每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了______________________________

12、 ____________________________________________________________________。 (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動的軌跡。 解析　(1)對實驗裝置反復調(diào)節(jié)的目的：①斜軌末端水平，以保證小球離開軌道時做平拋運動；②A板水平，保證B板總處于同一高度；③插槽P0P0′垂直斜軌并在斜軌末端正下方，以保證B板在P0P0′時小球的痕跡為拋出點。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動。 (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兩點間的水平距離相等。 (3)如圖所示。 答案　(1)斜軌末端水平、A板水平、插槽P0P0′垂直斜軌并在斜軌末端正下方　使小球每次做平拋運動的初速度都相同。(2)使記錄紙上每兩點之間的水平距離相等。(3)見解析圖