专题二实验 研究平抛运动特点学科素养部分
一.核心素养聚焦
考点一科学探究平抛运动实验的基本方法
例题1．用图6所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。
木板 坐标纸 P1 斜槽轨道 P2 P3 重锤 图6
图7
①对于实验的操作要求，下列说法正确的是（） A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
②根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图7所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为_______，小球抛出后的水平速度为_______。 【答案】（1）① AD（3分）②2l；（3分）3gl（3分） g【解析】（1）①因要求每次描下的点应是同一轨迹上的点，这就要求小球每次做平抛运动时的初速度必须相同，也就要求小球从槽上下滑的初始位移相同，A正确。斜槽是否光滑只是影响小球同一点下滑时到达斜槽末端的速度大小，并不影响小球每次做平抛运动时的初速度是否相同，B错误。因描绘的是小球做平抛运动的轨迹，要求小球离开斜槽末端时速度方向必须水平，C错误。某段时间内记录的点越多时，能够反映的这段时间的运动信息越多，越能反映这段时间的运动的真实情况，但记录的点不能也没必要无限多，适当多些即可，D正确。连线时应作出平滑的曲线，使曲线尽可能多的通过所描下的点，不在曲线上的点尽量对称分布于直线两侧，E错误。
2②由图中可知P1P2与P2P3在竖直方向的距离差?y?4l，再由?y?gT有T?2l。又因P1P2（或P2P3）g间的水平距离为?x?6l，故v??x?3gl
0T考点二.科学探究平抛运动实验的数据记录创新方法
例题２．某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置。如图所示，在水平桌面上放置一个斜面，把桌子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上。第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置由静止释放钢球，在白纸上得到痕迹A，以后每次将桌子向后移动相同的距离x，每次都让钢球从斜面的同一位置滚下，重复刚才的操作，依次在白纸上留下痕迹B、C、D，测得AB、BC、CD间的距离分别为y1、y2和y3，设小钢球离开水平桌面运动后运动到痕迹B、C、D的时间分别为t1、t2和t3。下列关于本实验的操作或判断错．误的是C ．
A．实验前应对实验装置反复调节，直到桌面与重锤线垂直
B．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了具有相同的水平初速度 C．如果操作与测量正确，可得y1∶y2∶y3=1∶2∶3 D．如果操作与测量正确，可得t1∶t2∶t3=1∶2∶3 【答案】C
【解析】由于要使小球做平抛运动,则小球沿桌面运动时速度应水平,即桌面需水平,故A正确.由于需使小球每次做平抛运动时轨迹相同即平抛运动的初速度需相同,故需每次都让钢球从斜面的同一位置滚下,B正确.由于每次将桌子向后移动相同的距离x,则由x=v0t可知D正确,再由y?12gt知y1∶y2∶y3=1∶3∶5,C错误. 2例题３．如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角?，获得不同的射程x，最后作出了如图b所示的x?tan?图象。则：
x/m v0 0.1 x x θ θ 图a
0 0.5 tanθ
图b
0 tanθ
图c
（1）由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0?m/s； （2）若最后得到的图象如图c所示，则可能的原因是（写出一个）. 【答案】（1）1m/s（2分）(2)释放位置变高（释放时有初速度）（2分） 【解析】（1）小球作平抛运动时有：x?v0t，y?12ygt，而tan??，代入可求得：t?1s，由2xv0?x0.1?m/s?1m/s； t0.1（2）若图像如图C所示，对比B、C两图正切值相等时C图对应的x偏大，说明初速度增大，则是由于小球释放时位置变高或者释放时有初速度。
例４.如图所示，是某次研究小球做平抛运动过程得到的频闪照片的一部分。已知背景正方形的边长为b，闪光时间间隔为T。求：（各问的答案均用b、T表示）
（1）当地的重力加速度g的大小g=_________ （2）小球通过C点瞬时速度vC的大小v=________
（3）小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间tA=_________ 【答案】(1)
bT2 (2)
365b(3)T 22T【解析】(1)小球在竖直方向上以重力加速度做匀加速运动，相邻两次闪光时间内竖直方向的位移差恒为b，则由逐差公式可得g?均速度vcy?vbdy?bT2。(2)C点是BD两点的中点时刻，则B点的竖直分速度等于BD间竖直方向的平
7b4b2b?，小球在水平方向上是匀速运动的，故有vcx?，故C点速度为
2T2TT
专题02 实验 研究平抛运动的特点(核心素养练习)(解析版)
