《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题26 探究平抛运动的特点（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

专题 26 探究平抛运动的特点

导练目标导练内容

目标 1教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理

目标 2新高考的改进创新实验

【知识导学与典例导练】

一、教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理

1.实验目的：

（1）学会用实验的方法探究平抛运动的特点；

（2）通过数据分析描绘平抛运动的轨迹。

2.实验思路：由于物体是沿水平方向抛出的,在运动过程中只受重力作用。因此平抛运动可能是水平方向

和竖直方向分运动的合成。那么只要研究出这两个分运动的特点,平抛运动的规律就清楚了。

3.进行实验：

（1）实验器材：小钢球、斜槽轨道、木板及竖直固定支架、坐标纸、图钉、重锤、铅笔、三角板、刻度

尺等。

（2）实验步骤：

实验装置如图所示。斜槽

末端水平。钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动。在装

置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板

,钢球飞出后,落到挡板上。实验前,先将一张白纸和复写纸

固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板

,通

过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做

平抛运动的轨迹。

（3）注意事项：

①应保持斜槽末端的切线水平,钉有坐标纸的木板竖直,并使小钢球运动时靠近坐标纸但不接触。

②小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下,在斜槽上释放小钢球的高度应适当,使小钢球以合适

的水平初速度抛出,其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布,从而减小测量误差。

③坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影

点。

【例 1】在“研究平抛运动”实验中，

（1）如图 1所示，当小球飞出后，与横挡条相撞（图 2为小球与挡条挤压复写纸的侧面图），通过挤压，

复写纸会在白纸上留下一个痕迹，在描绘平抛运动轨迹时，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________

___；

A．球的底端

B．球心

C．球的上端

（2）在此实验中，下列说法错误的是___________；

A．斜槽轨道必须光滑

B．记录的点应适当多一些

C．用平滑曲线把所有的点连接起来

D．y轴的方向根据重垂线来确定

（3）同学通过正确的实验步骤及操作，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3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。重力加速度为 g。可求出小球从 P1运动到 P2所用的时间为___________，

小球抛出时的水平速度为___________。

【答案】 BA 

【详解】（1）[1]由图 2可知，小球通过挤压复写纸在白纸上留下的痕迹点是小球球心在白纸上的投影点，

而坐标原点与其他痕迹点理论上都应在一条抛物线上，所以坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球心。

（2）[2]A．实验要求小球每次从斜槽末端抛出时的速度相同，所以每次应从斜槽上同一位置由静止释放小

球，但斜槽是否光滑对上述要求无影响，即斜槽不必须光滑，故A错误；

BC．为了使描绘出的曲线能够尽可能接近小球真实的运动轨迹，记录的点应适当多一些，并且要用平滑曲

线把所有的点连接起来，故BC 正确；

D．y轴的方向必须为竖直向下，所以需要根据重垂线来确定，故D正确。本题选错误的，故选A。

（3）[3]由题意可知小球从 P1运动到 P2所用的时间和从 P2运动到 P3所用的时间相等，设为t，根据运动学

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