第16講 實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)探究向心力大小與半徑角速度質(zhì)量的關(guān)系-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

教師：XXX2025年高考一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)新教材新高考新教材新高考第16講實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、

實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系

01考情分析目標(biāo)導(dǎo)航02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航03考點(diǎn)探究考法突破04真題練習(xí)命題洞見(jiàn)目錄contents01考情分析目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)要求目標(biāo)1.知道平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線(xiàn)，能熟練操作器材，會(huì)在實(shí)驗(yàn)中描繪其軌跡。目標(biāo)2.會(huì)通過(guò)描繪的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算物體的初速度。目標(biāo)3.會(huì)用控制變量法探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。目標(biāo)4.會(huì)用圖像法處理數(shù)據(jù)。考情分析考情分析02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航思維導(dǎo)航兩個(gè)基本學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一:探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)的命題特點(diǎn)主要集中在以下兩個(gè)方面(1)軌跡的坐標(biāo)原點(diǎn)是否為小球平拋的起點(diǎn);(2)因?qū)嶒?yàn)原理與裝置的不同，確定小球運(yùn)動(dòng)軌跡的方式也不同，數(shù)據(jù)處理的方法也有所不同。本實(shí)驗(yàn)需要探究向心力與多個(gè)物理量之間的關(guān)系，因而實(shí)驗(yàn)采用控制變量法。。實(shí)驗(yàn)二:探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系操作要點(diǎn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)誤差分析03考點(diǎn)探究考法突破探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)考點(diǎn)一探究影響向心力大小的因素考點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)三考航導(dǎo)點(diǎn)其他方案優(yōu)化

誤差分析考點(diǎn)一探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1

理清原理與操作原理裝置圖操作要領(lǐng)

(1)調(diào)節(jié)：①斜槽末端水平；②固定白紙的平板豎直。(2)確定平拋起點(diǎn)：將小球飛離斜槽末端時(shí)球心的位置描在白紙上。(3)操作：①每次都從同一位置釋放小球；②上下調(diào)節(jié)擋板N，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，在白紙上記錄小球所經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置。(4)軌跡獲?。河闷交€(xiàn)把白紙上各印跡連接起來(lái)。知識(shí)點(diǎn)2.數(shù)據(jù)處理方法平拋軌跡完整(即含有拋出點(diǎn))在軌跡上任取一點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)離原點(diǎn)的水平位移x及豎直位移y，就可求出初速度v0，因

，故平拋軌跡殘缺(即無(wú)拋出點(diǎn))在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，使A、B間及B、C間的水平距離相等，Δh＝hBC－h(huán)AB＝gt2，

考點(diǎn)一探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3.注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)1．固定斜槽時(shí)，要保證斜槽末端的切線(xiàn)水平，保證小球的初速度沿水平方向。若不水平，會(huì)導(dǎo)致小球離開(kāi)斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)。2．固定木板時(shí)，木板必須處在豎直平面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，固定時(shí)要用鉛垂線(xiàn)檢查坐標(biāo)紙豎線(xiàn)是否豎直。3．為保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止釋放，可在斜槽上某一位置固定一個(gè)擋板。4．要在斜槽上適當(dāng)高度釋放小球，使它以適當(dāng)?shù)乃匠跛俣葤伋?，其軌跡由木板左上角到達(dá)右下角，這樣可以減小測(cè)量誤差。5．坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)。6．計(jì)算小球的初速度時(shí)，應(yīng)選距拋出點(diǎn)稍遠(yuǎn)一些的點(diǎn)為宜，以便于測(cè)量和計(jì)算。考點(diǎn)一探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)4做好誤差分析系統(tǒng)誤差1．建立坐標(biāo)系時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)的位置確定不準(zhǔn)確，導(dǎo)致軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)不準(zhǔn)確。2．小球每次自由滾下時(shí)起始位置不完全相同，導(dǎo)致軌跡出現(xiàn)誤差。偶然誤差1．確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致誤差。2．量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致誤差?？键c(diǎn)一探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)考向1坐標(biāo)原點(diǎn)是否為平拋起點(diǎn)先測(cè)量曝光周期，后求頻率根據(jù)水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求出曝光周期，就可以求解。根據(jù)初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間的位移比，可知拋出點(diǎn)要從A點(diǎn)左推三個(gè)格，上推一個(gè)格，故可求出拋出點(diǎn)坐標(biāo)。

5

3

平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間由豎直方向的高度決定頻閃照片中記錄了做平拋運(yùn)動(dòng)的小球每隔相等時(shí)間的位置，小球在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其判斷依據(jù)是相鄰兩球水平方向的距離相等?？枷?坐標(biāo)原點(diǎn)是否為平拋起點(diǎn)2.(2024·北京東城統(tǒng)考二模)某同學(xué)做“研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)。(1)用圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。A、B為兩個(gè)完全相同的小球，用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向飛出，同時(shí)B球自由下落。兩球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是______。A.A球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)B.兩球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長(zhǎng)C.只改變小錘的擊打力度，不會(huì)影響兩球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間D.只改變兩小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)距地面的高度，不會(huì)影響兩球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間BC(2)用頻閃照相的方法研究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。圖乙所示的頻閃照片中記錄了做平拋運(yùn)動(dòng)的小球每隔相等時(shí)間的位置。有同學(xué)認(rèn)為，小球在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其判斷依據(jù)是______________________________。相鄰兩球水平方向的距離相等考向1坐標(biāo)原點(diǎn)是否為平拋起點(diǎn)

2.0流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)某個(gè)界面水的體積。需要測(cè)量的物理量為出水口的直徑d，出水口到落地點(diǎn)的水平距離x和豎直高度h。

1．小球平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)在斜槽末端小球球心的位置。2．平拋運(yùn)動(dòng)軌跡殘缺時(shí)，可以用

和

確定小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度?？枷?

小球軌跡點(diǎn)確定的不同方式

ABCA.在安裝時(shí)，必須確保彈射器水平放置B.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用體積小密度大的彈丸C.每次必須將彈簧壓縮至相同位置釋放彈丸

D.第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量彈射器開(kāi)口到墻壁的距離(1)下列實(shí)驗(yàn)步驟必要的是________。減小空氣阻力的影響確保拋出時(shí)初速度水平確保拋出時(shí)初速度大小相同第一次不需要測(cè)量，以后每次向右移動(dòng)0.2m考向2

小球軌跡點(diǎn)確定的不同方式

2.02.8

考向2

小球軌跡點(diǎn)確定的不同方式

實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234560.180.320.691.001.191.430.0350.0650.1400.1600.2400.290考向2

小球軌跡點(diǎn)確定的不同方式先描點(diǎn)后連點(diǎn)成線(xiàn)

考向2

小球軌跡點(diǎn)確定的不同方式

1.00(0.96～1.04均可)0.69(0.65～0.73均可)(3)實(shí)驗(yàn)中有一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤，可能的原因是___________________________________________________。：小球釋放位置與其他幾次實(shí)驗(yàn)不同(低于其他幾次實(shí)驗(yàn))

考點(diǎn)二探究影響向心力大小的因素知識(shí)點(diǎn)1、2

實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材控制變量法

向心力演示器、小球。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以通過(guò)兩個(gè)小球同時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)照，分別分析下列情形：(1)在質(zhì)量、半徑一定的情況下，探究向心力大小與角速度的關(guān)系。(2)在質(zhì)量、角速度一定的情況下，探究向心力大小與半徑的關(guān)系。(3)在半徑、角速度一定的情況下，探究向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)分別將兩個(gè)質(zhì)量相等的小球放在實(shí)驗(yàn)儀器的兩個(gè)小槽中，且小球到轉(zhuǎn)軸(即圓心)距離相同即圓周運(yùn)動(dòng)半徑相同。將皮帶放置在適當(dāng)位置使兩轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄不同角速度下的向心力大小(格數(shù))。(2)分別將兩個(gè)質(zhì)量相等的小球放在實(shí)驗(yàn)儀器的長(zhǎng)槽和短槽兩個(gè)小槽中，將皮帶放置在適當(dāng)位置使兩轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等、小球到轉(zhuǎn)軸(即圓心)距離不同即圓周運(yùn)動(dòng)半徑不等，記錄不同半徑下的向心力大小(格數(shù))。(3)分別將兩個(gè)質(zhì)量不相等的小球放在實(shí)驗(yàn)儀器的兩個(gè)小槽中，且小球到轉(zhuǎn)軸(即圓心)距離相同即圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等，將皮帶放置在適當(dāng)位置使兩轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，記錄不同質(zhì)量下的向心力大小(格數(shù))?？键c(diǎn)二探究影響向心力大小的因素知識(shí)點(diǎn)4、5數(shù)據(jù)處理和注意事項(xiàng)考點(diǎn)二探究影響向心力大小的因素?cái)?shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)分別作出Fn－ω2、Fn－r、Fn－m的圖像，分析向心力大小與角速度、半徑、質(zhì)量之間的關(guān)系，并得出結(jié)論。搖動(dòng)手柄時(shí)應(yīng)力求緩慢加速，注意觀察其中一個(gè)標(biāo)尺的格數(shù)。達(dá)到預(yù)定格數(shù)時(shí)，即保持轉(zhuǎn)速恒定，觀察并記錄其余讀數(shù)?？枷?教材原型實(shí)驗(yàn)

(1)在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，A、C到塔輪中心距離相同，將皮帶處于左右塔輪的半徑不等的層上。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，觀察左右標(biāo)出的刻度，此時(shí)可研究向心力的大小與___的關(guān)系。B

考向1教材原型實(shí)驗(yàn)(2)在(1)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，左邊標(biāo)尺露出4個(gè)格，右邊標(biāo)尺露出1個(gè)格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為_(kāi)___；其他條件不變，若增大手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，則左右兩標(biāo)尺示數(shù)的比值______(選填“變大”“變小”或“不變”)。1∶2不變

由上一步的分析可知，其他條件不變，若增大手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，則左右兩標(biāo)尺示數(shù)的比值不變。考向1教材原型實(shí)驗(yàn)

(1)本實(shí)驗(yàn)利用的物理方法為_(kāi)__。BA.理想實(shí)驗(yàn)法

B.控制變量法C.等效替代法(2)為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關(guān)系，現(xiàn)將一鐵球放在C處，對(duì)另一小球，以下做法正確的是___。AA.選用相同的鐵球放在A處

B.選用相同的鐵球放在B處C.選用相同大小的鋁球放在A處

D.選用相同大小的鋁球放在B處為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關(guān)系，則必須保持質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同，因其中一球放在了C處，則應(yīng)該選用相同的鐵球放在A處。在實(shí)驗(yàn)中，主要利用了控制變量法來(lái)探究向心力與質(zhì)量、半徑、角速度之間的關(guān)系考向1教材原型實(shí)驗(yàn)為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關(guān)系，則必須保持質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同，因其中一球放在了C處，則應(yīng)該選用相同的鐵球放在A處。在實(shí)驗(yàn)中，主要利用了控制變量法來(lái)探究向心力與質(zhì)量、半徑、角速度之間的關(guān)系(3)通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)果有___。AA.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比B.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比(4)當(dāng)用兩個(gè)質(zhì)量相等的小球分別放在B、C處，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)右邊標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，左邊塔輪與右邊塔輪之間的角速度之比為_(kāi)____。

(5)用此裝置做實(shí)驗(yàn)有較大的誤差，誤差產(chǎn)生的主要原因是___。BA.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度過(guò)大B.讀數(shù)時(shí)標(biāo)尺露出的紅白相間的等分格數(shù)不穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度過(guò)大，不會(huì)引起較大的誤差；讀數(shù)時(shí)標(biāo)尺露出的紅白相間的等分格數(shù)不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生誤差。1．向心力與多種因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采取控制變量法。2．塔輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，選擇半徑相同的塔輪可以控制角速度相同，選擇半徑不同的塔輪，可以根據(jù)塔輪半徑求出角速度之比?？枷?

探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新角度創(chuàng)新示例實(shí)驗(yàn)方案及器材的創(chuàng)新以拉力傳感器、速度傳感器、轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x的使用使實(shí)驗(yàn)方案得以改進(jìn)，有利于物理量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭?chuàng)新以圓周運(yùn)動(dòng)的形式測(cè)量其他物理量考向2

探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

考向2

探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

(1)小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的角速度為_(kāi)___。

考向2

探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

(1)物塊沒(méi)有看作質(zhì)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)是否有影響？____(選填“是”或“否”)否

物塊的形狀和大小相同，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，所以物塊沒(méi)有看作質(zhì)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響。

考向2

探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

04真題練習(xí)命題洞見(jiàn)

①每次由靜止釋放鋼球時(shí)，鋼球在斜槽上的高度________(填“相同”或“不同”)。

相同

為保證鋼球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置靜止釋放，故高度相同；

0.71

考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。②在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。用平滑曲線(xiàn)連接

(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是______(填選項(xiàng)前的字母)。ABDA.選擇體積小、質(zhì)量大的小球

B.借助重垂線(xiàn)確定豎直方向C.先拋出小球，再打開(kāi)頻閃儀

D.水平拋出小球考查實(shí)驗(yàn)器材的選擇和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。(2)圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球自由落下，借助頻閃儀拍攝上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程。圖2為某次實(shí)驗(yàn)的頻閃照片，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎直高度相同，可判斷A球豎直方向做______________運(yùn)動(dòng)；根據(jù)___________________________，可判斷A球水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。自由落體運(yùn)動(dòng)A球相鄰兩位置水平距離相等根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎直高度相同，可以判斷出A球豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。根據(jù)A球相鄰兩位置水平距離相等，可以判斷A球水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(3)某同學(xué)使小球從高度為

的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運(yùn)動(dòng)(每秒頻閃25次)，最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)的____個(gè)位置。10根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

，解得

頻閃儀每秒頻閃25次，頻閃周期

故最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)為

沿相互垂直的不同反向分解平拋運(yùn)動(dòng)，此問(wèn)對(duì)運(yùn)動(dòng)的分解能力要求更大。

(1)用圖1裝置進(jìn)行探究，下列說(shuō)法正確的是___。BA.只能探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)B.需改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)C.能同時(shí)探究平拋運(yùn)動(dòng)水平、豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)原理和方法。(2)用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是___。CA.斜槽軌道M必須光滑且其末端水平B.上下調(diào)節(jié)擋板N時(shí)必須每次等間距移動(dòng)C.小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下考查實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)。

DA.

B.

C.

D.A．豎直方向，根據(jù)水平方向聯(lián)立可得故A錯(cuò)誤；B．豎直方向，根據(jù)水平方向聯(lián)立可得故B錯(cuò)誤；CD．豎直方向，根據(jù)水平方向聯(lián)立可得故C錯(cuò)誤,D正確。

AA.控制變量法

B.等效法

C.模擬法本實(shí)驗(yàn)先控制住其它幾個(gè)因素不變，集中研究其中一個(gè)因素變化所產(chǎn)生的影響，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法；②在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同的情況下，逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)左右標(biāo)尺露出的紅白相間等分標(biāo)記的比值等于兩小球的____________之比(選填“線(xiàn)速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”)；在加速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄過(guò)程中，左右標(biāo)尺露出紅白相間等分標(biāo)記的比值______(選填“不變”、“變大”或“變小”)。角速度平方不變根據(jù)傳動(dòng)關(guān)系和向心力表達(dá)式求解

2.956.529.2713.2016.6119.90_________5.958.8110.7412.4914.0515.2835.477.6115.3156.0197.4233.5

讓盡可