文档内容
实验五 探究平抛运动的特点●注意事项
1．固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度沿水平方向．
2．固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固
定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直．
3．为保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，可在斜槽上某一位置固定一个挡
板．
4．要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上
角到达右下角，这样可以减小测量误差．
5．坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．
考点 教材原型实验
典例 (2023·广东汕头二模)小晗同学利用如图甲所示装置研究平抛运动的规律．实验
时该同学使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，并将拍摄到的图片进行叠加处
理在一张照片中，图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在
平面平行，其上每个方格的边长为10 cm.
(1)下列说法正确的是________．
A．实验所用斜槽应尽量光滑
B．斜槽末端必须保持水平
C．实验所用斜槽不需要尽量光滑
(2)图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的
小球在斜槽上释放的位置________(填“较低”或“较高”)．
(3)某次拍摄后得到的照片如图丙所示，小球做平抛运动的初速度大小 v ＝
0________m/s(结果保留2位有效数字，重力加速度取g＝10 m/s2)．
(4)该小组利用实验数据绘制“yx2”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下
落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g＝________(用斜率k和
初速度v 表示)．
0
变式 (2024·湖南模拟)如图甲所示，是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求,正确的是 ．
A.通过调节使斜槽末端保持水平
B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C.每次必须由静止释放小球，而且释放小球的位置始终相同
D．将小球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
(2)如图乙所示是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速
度为________m/s(取g＝9.8 m/s2)．
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小
球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；若
以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则小球的抛出点坐标
为________．(取g＝10 m/s2)
考点 实验的创新与改进
(1)利用光电传感器和碰撞传感器可测得小球
实验原理
的水平初速度和飞行时间．
创新
(2)底板上的标尺可以测得小球的水平位移
创新一：(1)用频闪仪胶片记录物体在几个闪
光时刻的位置代替铅笔描迹．
实验情境
(2)利用分析频闪照片的方法代替坐标纸，使
创新
数据分析更方便．
创新二：利用改变相同水平距离找落点，确定小球在不同水平位置的竖直位置描迹
1．[数据处理创新]某同学利用如图(a)所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使
用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 0.05 s发出一次闪光，某次
拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)．图中的背景是放在竖
直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个小方格的边长为 1
cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出．
图(a)
图(b)
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________ m/s，竖直分量大
小为________m/s.
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________ m/s2.
2．[实验情境创新]用如图甲所示装置研究平抛运动的轨迹．将白纸和复写纸对齐重叠
并固定在竖直的木板上．钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在竖直挡板MN上．
由于竖直挡板与竖直木板的夹角略小于90°，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤
压出一个痕迹点．每次将竖直挡板向右平移相同的距离L，从斜槽上同一位置由静止释放
钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．(1)实验前需要检查斜槽末端是否水平，正确的检查方法是_____________．
(2)以平抛运动的起始点为坐标原点，水平向右为 x轴正方向，竖直向下为y轴正方向
建立坐标系．将钢球放在Q点，钢球的________(填“最右端”“球心”或“最下端”)对
应白纸上的位置即为坐标原点．
(3)实验得到的部分点迹a、b、c如图乙所示，相邻两点的水平间距均为L，ab和ac的
竖直间距分别是y 和y ，当地重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为________，钢
1 2
球运动到b点的速度大小为________．
答案及解析
考点 教材原型实验
典例 (2023·广东汕头二模)小晗同学利用如图甲所示装置研究平抛运动的规律．实验
时该同学使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，并将拍摄到的图片进行叠加处
理在一张照片中，图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在
平面平行，其上每个方格的边长为10 cm.
(1)下列说法正确的是________．
A．实验所用斜槽应尽量光滑
B．斜槽末端必须保持水平C．实验所用斜槽不需要尽量光滑
(2)图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的
小球在斜槽上释放的位置________(填“较低”或“较高”)．
(3)某次拍摄后得到的照片如图丙所示，小球做平抛运动的初速度大小 v ＝
0
________m/s(结果保留2位有效数字，重力加速度取g＝10 m/s2)．
(4)该小组利用实验数据绘制“yx2”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下
落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g＝________(用斜率k和
初速度v 表示)．
0
解析：(1)实验所用斜槽不需要尽量光滑，A错误，C正确；斜槽末端必须保持水平，
使小球做平抛运动，B正确．
(2)由题图乙可知两次小球做平抛运动下落相同高度时，图线①水平位移更大，故图线
①所对应的小球初速度较大，在斜槽上由静止释放的位置较高．
(3)由题图丙可得，小球在竖直方向相邻位移之差Δy＝2×10 cm＝0.2 m，根据匀变速直
线运动特点可得T＝＝ s，由水平位移Δx＝vT，可得v＝＝ m/s＝2 m/s≈2.8 m/s.
0 0
(4)根据平抛运动规律可得x＝vt，y＝gt2，联立可得y＝g2＝x2，可知yx2图像的斜率为
0
k＝，当地的重力加速度表达式为g＝2kv.
答案：(1)BC (2)较高 (3)2.8 (4)2kv
变式 (2024·湖南模拟)如图甲所示，是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求,正确的是 ．
A.通过调节使斜槽末端保持水平
B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C.每次必须由静止释放小球，而且释放小球的位置始终相同
D．将小球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
(2)如图乙所示是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速
度为________m/s(取g＝9.8 m/s2)．
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小
球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；若
以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则小球的抛出点坐标
为________．(取g＝10 m/s2)解析：(1)为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端保持水平，故A正确；为了
保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，应使小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，
斜槽不一定需要光滑，故B错误，C正确；将小球的位置标在纸上后，取下纸，用平滑曲
线连接得到平抛运动的轨迹，故D错误．
(2)根据y＝gt2得，平抛运动的时间t＝＝ s＝0.2 s，则小球平抛运动的初速度 v ＝＝
0
m/s＝1.6 m/s.
(3)在竖直方向上，根据Δy＝5L－3L＝2L＝gT2，解得：T＝＝ s＝0.1 s，
小球平抛运动的初速度v＝＝ m/s＝1.5 m/s，
0
B点的竖直分速度v ＝＝ m/s＝2 m/s，
yB
从抛出点到B点的时间t ＝＝ s＝0.2 s，
B
则抛出点到B点的水平位移
x ＝vt＝1.5×0.2 m＝0.3 m＝30 cm＝6L，
B 0
抛出点到B点的竖直位移y ＝gt＝×10×0.22 m＝0.2 m＝20 cm＝4L，
B
所以抛出点距离A点的水平距离x ＝x －3L＝3L，抛出点到A点的竖直距离y ＝y －
A B A B
3L＝L，所以小球抛出点的坐标为(－15 cm，－5 cm)．
答案：(1)AC (2)1.6 (3)1.5 (－15 cm，－5 cm)
考点 实验的创新与改进
1．[数据处理创新]某同学利用如图(a)所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使
用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 0.05 s发出一次闪光，某次
拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)．图中的背景是放在竖
直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个小方格的边长为 1
cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出．
图(a)图(b)
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________ m/s，竖直分量大
小为________m/s.
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________ m/s2.
解析：(1)因小球水平方向做匀速直线运动，因此水平速度为v＝＝ m/s＝1.0 m/s
0
竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速
度求得
v＝ m/s＝2.0 m/s.
y
(2)由竖直方向的自由落体运动可得g＝，代入数据可得g＝9.7 m/s2.
答案：(1)1.0 2.0 (2)9.7
2．[实验情境创新]用如图甲所示装置研究平抛运动的轨迹．将白纸和复写纸对齐重叠
并固定在竖直的木板上．钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在竖直挡板MN上．
由于竖直挡板与竖直木板的夹角略小于90°，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤
压出一个痕迹点．每次将竖直挡板向右平移相同的距离L，从斜槽上同一位置由静止释放
钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．
(1)实验前需要检查斜槽末端是否水平，正确的检查方法是_____________．
(2)以平抛运动的起始点为坐标原点，水平向右为 x轴正方向，竖直向下为y轴正方向
建立坐标系．将钢球放在Q点，钢球的________(填“最右端”“球心”或“最下端”)对
应白纸上的位置即为坐标原点．
(3)实验得到的部分点迹a、b、c如图乙所示，相邻两点的水平间距均为L，ab和ac的
竖直间距分别是y 和y ，当地重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为________，钢
1 2
球运动到b点的速度大小为________．
解析：(1)将钢球置于轨道平直段各处，都能静止，说明斜槽末端水平．
(2)钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点．
(3)由于两段水平距离相等，故时间相等，根据(y－y)－y＝gt2，解得t＝，则初速度为
2 1 1
v＝＝L；b点的竖直分速度v ＝，b点的速度v＝＝.
by b
答案：(1)将钢球置于轨道平直段各处，都能静止，说明斜槽末端水平 (2)球心
(3)L
