2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)考點突破第4章拋體運動與圓周運動實驗5探究平拋運動的特點考點1教材原型實驗

考點1教材原型試驗(基礎(chǔ)考點·自主探究)【跟蹤訓(xùn)練】(試驗操作和數(shù)據(jù)處理)用如圖甲所示裝置探討平拋運動。試驗操作如下：a．將白紙和復(fù)寫紙固定在豎直的背板上；b．將鋼球由斜槽上某一位置處靜止釋放，落在可上下調(diào)整的水平擋板N上(擋板N靠近背板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上留下印跡)；c．上下調(diào)整擋板N，重復(fù)步驟b，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置；d．以斜槽水平末端處鋼球球心在白紙上的投影點為坐標(biāo)原點O，過O點畫出豎直的y軸和水平的x軸；取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運動的軌跡。(1)請將操作d補(bǔ)充完整。(2)試驗中，必需滿足的條件有AD。(填正確答案標(biāo)號)A．斜槽軌道末端水平B．斜槽軌道光滑C．擋板高度等間距變更D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球(3)通過試驗，記錄了鋼球在運動途中的三個位置，如圖乙所示，則該鋼球在A點速度的大小為eq\f(\r(13),2)m/s，鋼球拋出點位置的坐標(biāo)為(0,10cm)。(取g＝10m/s2)[解析](1)以斜槽水平末端處鋼球球心在白紙上的投影點為坐標(biāo)原點O，過O點畫出豎直的y軸和水平的x軸；取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運動的軌跡。(2)斜槽軌道不愿定須要光滑，但末端確定要水平，才能保證是平拋運動，故A正確，B錯誤；擋板只要能記錄下小球下落在不同高度的不同位置即可，不須要等間距變更，故C錯誤；為了保證小球做平拋運動的初速度相等，小球每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放，故D正確。(3)小球做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，由Δy＝gt2，可得t＝eq\r(\f(Δy,g))＝eq\r(\f(0.55－0.30－0.3－0.15,10))s＝0.1s，平拋運動的初速度v0＝eq\f(xAB,t)＝eq\f(0.30－0.15m,0.1s)＝1.5m/s，B點豎直方向上的分速度vyB＝eq\f(yAC,2t)＝eq\f(0.40m,2×0.1s)＝2m/s，則A點豎直方向上的分速度vyA＝vyB－gt＝1m/s，鋼球在A點速度的大小為vA＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,yA))＝eq\f(\r(13),2)m/s，小球運動從拋出到B點的時間tB＝eq\f(vyB,g)＝eq\f(2,10)s＝0.2s，從拋出到B點的水平位移x＝v0tB＝0.3m＝30cm，豎直位移y＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,B)＝0.2m＝20cm，設(shè)小球拋出點的位置坐標(biāo)為(x0，y0)，則x0＋x＝xB，y0＋y＝y(tǒng)B，將B點坐標(biāo)值xB＝30cm，yB＝30cm代入可得x0＝0，y0＝10cm，即鋼球拋出點位置的坐標(biāo)為(0,10cm)。(探究平拋運動的規(guī)律)某同學(xué)做“探究平拋運動的特點”試驗。(1)該同學(xué)先用圖1所示的器材進(jìn)行試驗。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，變更小球距地面的高度和打擊小球的力度，多次重復(fù)試驗，均可以視察到A、B兩球同時落地。關(guān)于本試驗，下列說法正確的是(B)A．試驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在水平方向上是勻速直線運動B．試驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動C．試驗現(xiàn)象可以同時說明平拋運動在兩個方向上的運動規(guī)律(2)為了在(1)試驗結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討平拋運動的規(guī)律，該同學(xué)用圖2所示的器材接著進(jìn)行試驗，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(biāo)系。該同學(xué)在軌跡上測量出A、B、C三點的坐標(biāo)分別為(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3)。假如坐標(biāo)滿足y3＝3(y2－y1)關(guān)系，說明小球拋出后在O、A、B、C相鄰兩點間運動閱歷了相等的時間間隔。同時，假如坐標(biāo)還滿足x3＋x1＝2x2關(guān)系，那么證明小球的水平分運動是勻速直線運動。[解析](1)視察到A、B兩球同時落地，說明兩球在豎直方向的運動完全相同，即可以說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動；故選B。(2)小球拋出后在O、A、B、C點若時間間隔相等，則需滿