6/6實驗五探究平拋運動的特點考情調研命題特征2021年全國乙卷考查了探究平拋運動的規律、2022年浙江1月選考卷考查了探究平拋運動的特點。2023年北京卷和浙江卷考查了探究平拋運動的特點，預計2025年的高考對課標教材中新增實驗的考查力度會加大1.考裝置：器材裝配以及其他器材替代。2.考軌跡：通過畫出運動軌跡，分析初速度等。3.考變化：描點方式、實驗原理創新某實驗小組為探究平拋運動的特點設計了如下實驗方案。【實驗原理】（1）平拋運動的軌跡是曲線，該小組計劃把復雜的曲線運動分解為兩個相對簡單的直線運動，分別探究物體在豎直方向和水平方向的運動特點。甲同學設計了如圖（a）所示的實驗裝置，用小錘擊打彈性金屬片，a球沿水平方向拋出，同時b球由靜止開始自由下落，可觀察到兩小球幾乎同時落地；改變兩小球距地面的高度和擊打的力度，多次實驗，都能觀察到兩小球幾乎同時落地。根據實驗，（選填“能”或“不能”）判斷出a球在豎直方向做自由落體運動；（選填“能”或“不能”）判斷出a球在水平方向做勻速直線運動。【實驗步驟】（2）為進一步探究小球平拋運動的特點，乙同學設計了如圖（b）所示的實驗方案，將白紙和復寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽PQ滑下后從Q點飛出，落在擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。多次移動擋板，重新釋放鋼球，重復以上實驗步驟，白紙上將留下一系列痕跡點。【注意事項】（3）為了準確地描繪出平拋運動的軌跡，下列要求合理的是（填選項前的字母）。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秒表【數據處理】（4）為定量研究，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標系。a.取平拋運動的起點為坐標原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的（選填“最上端”“最下端”或者“球心”）對應白紙上的位置即為原點；在確定y軸時（選填“需要”或者“不需要”）y軸與重垂線平行。b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數據：如圖（c）所示，在軌跡上取A、B、C三點，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則y1y213（選填“大于”“等于”或者“小于”）。可求得鋼球平拋的初速度大小為（已知當地重力加速度為g聽課記錄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坐標和x坐標之間應該滿足關系式y＝ax2（a是待定常量），用刻度尺測量某點的x、y兩個坐標值，代入y＝ax2求出a，再測量其他幾個點的x、y坐標值，代入y＝ax2，若在誤差范圍內都滿足這個關系式，則這條曲線是一條拋物線。2.計算平拋運動的初速度情景1：若原點O為拋出點，利用公式x＝v0t和y＝12gt2，即可求出多個初速度v0＝xg2y，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x＝v0T，由以上兩式聯立得v0＝xgy3.注意事項（1）固定斜槽時，要保證斜槽末端的切線水平，以保證小球的初速度水平，否則小球的運動就不是平拋運動。（2）小球每次從槽中的同一位置由靜止釋放，這樣可以確保每次小球拋出時的速度相等。（3）坐標原點（小球做平拋運動的起點）不是槽口的端點，應是小球在槽口時，球的球心在背板上的水平投影點。1.某同學進行了探究平拋運動水平分運動的特點的實驗。該同學采用如圖所示的裝置，兩個相同的弧形軌道M、N分別用于發射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調節電磁鐵C、D的高度使小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等。現將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球同時以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端水平射出，實驗可觀察到的現象應是。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現象，這說明。2.（2021·全國乙卷22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。【典例1】（2024·湖南永州模擬）2023年夏天，異常炎熱，水槍玩具銷售火爆，不僅兒童玩水槍，有的成年人也玩。周瀟同學有一把電動水槍，它有三種模式，一種是散射，一種是直線連續噴射，還有一種是脈沖式發射。周瀟同學想測定后兩種模式水槍的發射速度。（1）他將電動水槍水平固定在鐵架臺上，采用直線連續噴水模式，按壓扳機后細水柱沿直線噴出，在空中劃出一條曲線。在鐵架臺后面平行于水槍豎直固定一塊坐標板，使O點處于槍口位置，x軸與槍口在同一水平線上，水槍噴水后用手機拍照，得到如圖乙所示的軌跡。如果重力加速度g＝10m/s2，根據圖中軌跡可得初速度v0＝m/s。（結果保留1位小數）（2）如果水槍并不完全水平，而是槍口略向下偏，則根據圖乙數據測出的初速度相對實際值（選填“偏大”“相等”或“偏小”）。（3）改用脈沖發射方式，每次發射都射出一個“水彈”（很短的小水柱）。測出槍口的高度及“水彈”的射程。改變水槍高度，多次實驗。根據實驗數據作出槍口高度“y”與射程的平方（x2）關系圖線如圖丙所示：如果重力加速度g＝10m/s2，由圖可知水槍發射“水彈”的初速度大小為m/s。三步穩解題（1）分析實驗目的：測定平拋運動物體的初速度。（2）確定實驗原理①圖乙中根據平拋運動軌跡利用x＝v0t和y＝12gt2②圖丙中根據平拋運動規律找出y-x2的關系，再根據圖像斜率求初速度。（3）制定數據處理方案：圖乙中取軌跡上的一點代入x＝v0t，y＝12gt2兩個方程中；圖丙中根據x＝v0t，y＝12gt2得到y＝g2v02x2聽課記錄1.某實驗小組利用如圖甲所示的裝置測定平拋運動的初速度。把白紙和復寫紙疊放一起固定在豎直木板上，在桌面上固定一個斜面，斜面的底邊ab與桌子邊緣及木板均平行。每次改變木板和桌邊之間的距離，讓鋼球從斜面頂端同一位置滾下，通過碰撞復寫紙，在白紙上記錄鋼球的落點。（1）為了正確完成實驗，以下做法必要的是（填選項前的字母符號）。A.實驗時應保持桌面水平 B.每次應使鋼球從靜止開始釋放C.使斜面的底邊ab與桌邊重合 D.選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面（2）實驗小組每次將木板向遠離桌子的方向移動0.2m，在白紙上記錄了鋼球的4個落點，相鄰兩點之間的距離依次為15.0cm、25.0cm、35.0cm，如圖乙。重力加速度g＝10m/s2，鋼球平拋的初速度為m/s。（3）如圖甲所示的裝置中，木板上懸掛一條鉛垂線，其作用是。2.某物理小組利用如圖甲所示的裝置探究平拋運動規律，在斜槽軌道的末端安裝一個光電門，調節激光束與實驗所用小鋼球的球心等高，斜槽末端切線水平，又分別在該裝置正上方A處和右側正前方B處安裝頻閃攝像頭進行拍攝，鋼球從斜槽上的固定位置無初速度釋放，通過光電門后拋出，得到的頻閃照片如圖丙所示，O為拋出點，P為運動軌跡上某點，g取10m/s2。（1）用50分度游標卡尺測得鋼球直徑如圖乙所示，