專題06探究平拋運動的特點1.“描跡法”實驗設計利用實驗室的斜面小槽等器材裝配如圖所示的裝置。鋼球從斜槽上滾下，通過水平槽飛出后做平拋運動。每次都使鋼球從斜槽上同一位置由靜止釋放，鋼球每次在空中做平拋運動的軌跡就相同。設法用鉛筆描出小球經過的位置。通過多次實驗，在豎直白紙上記錄鋼球經過的多個位置，用平滑的曲線將各點連接起來，從而得到鋼球做平拋運動的軌跡。這樣我們就可以利用運動軌跡研究平拋運動的性質，確定平拋運動中的各個物理量。2.實驗步驟(1)安裝調整斜槽：將固定有斜槽的木板放在實驗桌上，用平衡法檢查斜槽末端是否水平，即將小球放在斜槽末端的直軌道上，小球若能靜止在直軌道上的任意位置，則表明斜槽末端已調水平。(2)安裝調整豎直木板：用圖釘把坐標紙釘在豎直木板上，并用懸掛在槽口的重垂線檢查坐標紙上的豎直線是否豎直，然后固定豎直木板，保證在重復實驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。(3)確定坐標原點及坐標軸：選定斜槽末端處小球球心在木板上的點為坐標原點O，從坐標原點O畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸。(4)描繪運動軌跡：讓小球從斜槽的某一固定位置由靜止滾下，并從O點開始做平拋運動，先用眼睛粗略地確定小球在某一x值處(如x=1cm)的y值，然后使小球從開始時的位置滾下，在粗略確定的位置附近，用鉛筆較準確地確定小球通過的位置（小球剛好經過鉛筆尖處），并在坐標紙上記下這一點，以后依次改變x的值，用同樣的方法確定其他各點的位置。取下坐標紙，用平滑的曲線把這些點連接起來，就得到小球做平拋運動的軌跡。3.數據處理(1)已知拋出點O：在軌跡上任取一點，測出對應的x、y，由和得。(2)未知拋出點：①在軌跡上取兩點A、B，使。②測出、。③由于平拋運動水平方向上為勻速直線運動，。則物體從O到A和從A到B時間相同，設為T，則，得。典例1：（2022·浙江·高考真題）在“研究平拋運動”實驗中，以小鋼球離開軌道末端時球心位置為坐標原點O，建立水平與豎直坐標軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為h處靜止釋放，使其水平拋出，通過多次描點可繪出小球做平拋運動時球心的軌跡，如圖所示。在軌跡上取一點A，讀取其坐標（x0，y0）。①下列說法正確的是_______。A．實驗所用斜槽應盡量光滑B．畫軌跡時應把所有描出的點用平滑的曲線連接起來C．求平拋運動初速度時應讀取軌跡上離原點較遠的點的數據②根據題目所給信息，小球做平拋運動的初速度大小v0=_______。A．B．C．D．③在本實驗中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放的理由是_______。典例2：（2021·全國·高考真題）某同學利用圖（a）所示裝置研究平拋運動的規律。實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔發出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖（b）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為。該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經在圖（b）中標出。完成下列填空：（結果均保留2位有效數字）（1）小球運動到圖（b）中位置A時，其速度的水平分量大小為___________，豎直分量大小為___________；（2）根據圖（b）中數據可得，當地重力加速度的大小為___________。1．（2022·浙江寧波·模擬）（1）以下三個實驗中，用到“控制變量”實驗方法的是______（單選）；A．“探究加速度與力、質量的關系”B．“探究平拋運動的特點”

C．“研究自由下落物體的機械能”（2）下列器材中，上述三個實驗都需要用到的是______（單選）；A．

B．

C．D．（3）如圖所示，某同學做“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗，關于該同學的實驗操作，下列改進建議合理的是______（多選）。A．適當增加細繩的長度

B．適當增大兩細繩間的夾角C．適當增大彈簧測力計的拉力

D．盡量減少彈簧測力計外殼與桌面間的摩擦2．（2022·海南·樂東黎族自治縣樂東中學模擬）（1）某同學設計了一個探究平拋運動軌跡的家庭實驗裝置，如圖所示讓一個水平桌面靠近墻面，在墻上附上白紙和復寫紙，在水平桌面上固定放置一個斜面，每次都讓鋼球從斜面上滾下，滾過桌邊后鋼球做平拋運動，最終打在墻上，記錄鋼球的落點。改變桌子和墻之間的距離，就可以得到多組數據，從而可以得到平拋運動的軌跡。不計空氣阻力，重力加速度取。①關于該實驗，以下說法中正確的是______（填選項前的字母序號）A．必須保證鋼球每次從同一位置由靜止滾下B．必須保證水平桌面和斜面是光滑的C．必須保證斜面底端與桌邊的距離不變②為了得到平拋運動的軌跡，必須測量的物理量包括______（填選項前的字母序號）A．桌子右邊緣和墻之間的距離B．鋼球的質量C．桌面距地面的高度（2）在用圖1所示的實驗裝置研究勻變速直線運動的實驗中，正確操作后得到如圖2所示的一條紙帶。紙帶上為選取的7個計數點，每相鄰兩個計數點之間還有4個點沒有畫出，打點計時器所接電源的頻率是50Hz。現測得兩點之間的距離為=2.78cm，兩點之間的距離為=15.98cm。回答下列問題：①相鄰計數點間的時間間隔為______s。②當打點計時器打下計數點時，小車的瞬時速度為=______m/s。（計算結果保留2位有效數字）③根據紙帶求得小車的加速度大小為=______m/s2。【答案】

（1）AC

A

（2）

3．（2022·廣東惠州·模擬）在地球上用如圖甲所示裝置研究平拋運動的規律。懸點O正下方P點處有水平放置的刀片，當懸線擺至P點處時能輕易被割斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運動。現對小球采用頻閃數碼照相機連續拍攝。在有坐標紙的背景屏前，拍下了小球在平拋運動過程中的多張照片，經合成后，照片如圖乙所示。a、b、c、d為連續四次拍下的小球位置，已知照相機連續拍照的時間間隔是。照片大小如圖中坐標所示，又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為，則：（1）由已知信息，可知a點___________（選填“是”或“不是”）小球的拋出點。（2）由已知信息，若不計其他阻力，可以算出小球做平拋運動的初速度是________。（保留兩位有效數字）（3）由已知信息，可以推算出地球表面的重力加速度為________（保留兩位有效數字）4．（2022·海南·昌江黎族自治縣礦區中學二模）在“研究平拋運動”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗的簡要步驟如下：A．讓小球多次由靜止從斜槽上的___________（選填“同一”或“不同”）位置滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。B．按圖1安裝好器材，注意調整斜槽末端沿___________方向，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線。C．取下白紙，以O為原點，以豎直線為y軸建立坐標系，用平滑曲線畫出平拋運動物體的軌跡。D．完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。E．上述實驗步驟A、B、C的合理順序是___________。F．某同學在做平拋運動實驗時得到了如圖2中的運動軌跡，a、b、c點的位置在運動軌跡上已標出。則：小球平拋的初速度為___________m/s。（g=10m/s2，計算結果保留一位有效數字）5．（2022·山東師范大學附中模擬）利用智能手機自帶的各種傳感器可以完成很多物理實驗。某同學利用如圖所示的實驗裝置，結合手機的傳感器功能測定當地的重力加速度，實驗步驟如下：I．實驗前用游標卡尺測出小球的直徑d=5.00mm；II．實驗裝置中固定軌道AB的末端水平，在軌道末端安裝一光電門，光電門通過數據采集器與計算機相連，測量小球離開軌道時的速度。將小球從軌道的某高度處由靜止釋放，小球運動一段時間后，打到豎直記錄屏MN上，記下落點位置。然后通過手機傳感器的測距功能，測量并記錄小球做平拋運動的水平距離x和豎直下落距離h；III．多次改變屏MN與拋出點B的水平距離x，使小球每次都從軌道的同一位置處由靜止釋放，重復上述實驗，記錄多組x、h數據，如下表所示實驗順序12345x（cm）10.015.020.025.030.0x2（×10-2m2）1.002.254.006.259.00h（cm）4.8710.9519.5030.5243.91請根據上述數據，完成下列問題：（1）在答題卡給定的坐標紙上做出的圖像；_______（2）若光電計時器記錄的平均遮光時間，根據上述圖像求得當地的重力加速度大小g=______m/s2（結果保留三位有效數字）；（3）若實驗中，每次記錄的h值均漏掉了小球的半徑，按照上述方法計算出的重力加速度大小與真實值相比_______。（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。6．（2022·北京西城·二模）某同學做“探究平拋運動的特點”實驗。（1）該同學先用圖1所示的器材進行實驗。他用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運動，改變小球距地面的高度和打擊小球的力度，多次重復實驗，均可以觀察到A、B兩球同時落地。關于本實驗，下列說法正確的是()A．實驗現象可以說明平拋運動在水平方向上是勻速直線運動B．實驗現象可以說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動C．實驗現象可以同時說明平拋運動在兩個方向上的運動規律（2）為了在（1）實驗結論的基礎上進一步研究平拋運動的規律，該同學用圖2所示的器材繼續進行實驗，描繪出小球做平拋運動的軌跡。如圖3所示，以小球的拋出點O為原點，水平方向為x軸，豎直方向為y軸建立坐標系。該同學在軌跡上測量出A、B、C三點的坐標分別為、和。如果坐標滿足___________關系，說明小球拋出后在O、A、B、C相鄰兩點間運動經歷了相等的時間間隔。同時，如果坐標還滿足___________關系，那么證明小球的水平分運動是勻速直線運動。（3）某同學設計了一個探究平拋運動的家庭實驗裝置。如圖4所示，在一個較高的塑料筒側壁靠近底部的位置鉆一個小孔，在小孔處沿水平方向固定一小段吸管作為出水口。將塑料筒放在距地面一定高度的水平桌面上，在筒中裝入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，測量出水口到地面的高度y和水柱的水平射程x。在實驗測量的過程中，該同學發現測量水柱的水平射程x時，若測量讀數太慢，x的數值會變化。a.請分析水平射程x的數值變化的原因。()b.為了減小實驗誤差，應選用直徑較大的容器，還是直徑較小的容器？請說明判斷依據。()7．（2022·重慶·模擬）用如圖甲所示裝置研究平拋運動。將白紙和復寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。小球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側較低，小球落在擋板上時，小球側面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放小球，如此重復，白紙上將留下一系列痕跡點。（1）下列實驗條件必須滿足的有____________。A．斜槽末端可以不水平B．每次從斜槽上相同的位置由靜止釋放小球C．在描繪小球的運動軌跡時，實驗所得的相鄰兩點均應用直線連接起來（2）圖乙是實驗所得的一部分坐標紙，測得小格的邊長為a，小球經過相鄰兩點的時間間隔為T，則小球通過B點時的豎直分速度大小為____________，小球從Q點運動到A點經歷的時間為____________。8．（2022·廣東·順德一中模擬）某同學利用圖（a）所示裝置研究平拋運動的規律。實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖（b）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為5cm。該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經在圖（b）中標出。完成下列填空：（結果均保留2位有效數字）（1）小球運動到圖（b）中位置A時，其速度的水平分量大小為___________m/s，豎直分量大小為___________m/s；（2）根據圖（b）中數據可得，當地重力加速度的大小為___________m/s2。（3）請談此實驗應注意哪些操作（說兩個操作）：______________________________________。9．（2022·遼寧丹東·二模）利用頻閃儀給運動物體拍照是研究物體做變速運動常用的實驗手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態，頻閃儀每隔一定時間發出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。某物理小組利用圖甲所示裝置探究平拋運動的規律。他們分別在該裝置正上方A處和右側正前方B處安裝了頻閃儀并進行了拍攝，得到的頻閃照片如圖乙所示，O為拋出點，P為運動軌跡上某點。根據平拋運動規律分析下列問題（g取10m/s2）。（1）下面說法正確的是_____（填選項前的字母）。A．使用密度大、體積小的小球B．必須測出平拋小球的質量C．斜槽軌道末端切線水平D．盡量減小小球與斜槽之間的摩擦力（2）圖乙中，頻閃儀B所拍攝的頻閃照片為乙圖中的_________（選填“a”或“b”）。（3）測得圖乙（a）中OP距離為45cm，（b）中OP距離為30cm，小球在P點速度大小應為_______m/s。（結果可用根號表示）10．（2022·新疆·疏勒縣實驗學校模擬）小明用如圖甲所示的裝置“研究平拋運動及其特點”，他的實驗操作是：在小球A、B處于同一