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高考实验解读与针对性训练
实验5 探究平抛运动的特点
【实验解读】
一、教材实验解读
原理装置图
实验操作
注意事项
使小球做平抛运动，利用
描点法描绘出小球的运动
轨迹，以抛出点为坐标原
点，建立坐标系，测出轨
迹曲线上某一点的坐标x
和y，由公式x＝v0t 和y
＝gt2，得v0＝x。
1.按实验原理图甲安装实
验装置，使斜槽末端水
平。
2.以斜槽水平部分端口上
小球球心位置为坐标原点
O，过O 点画出竖直的y
轴和水平的x 轴。
3.使小球从斜槽上同一位
置由静止滚下，把笔尖放
在小球可能经过的位置
上，如果小球运动中碰到
笔尖，用铅笔在该位置标
记为一点。用同样的方
法，在小球运动轨迹上描
下若干点。
4.将白纸从木板上取下，
从O 点开始连接画出的
若干点描绘出一条平滑的
曲线，如实验原理图乙所
示。
1.水平：斜槽末端的切线
要水平。
2.竖直：木板必须处在竖
直平面内。
3.原点：坐标原点为小球
在槽口时，球心在木板上
的投影点。
4.同一位置：小球每次都
从槽中的同一位置由静止
释放。
数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐
标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上a 是
一个特定的值。
用刻度尺测量几个点的x、y 坐标，分别代入y＝ax2中求出常数a，
看计算得到的a 值在误差范围内是否为一常数。
2.计算平抛运动的初速度
(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)
在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x 及竖直位移y，
根据x＝v0t，y＝gt2，就可求出初速度v0＝x。
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)
如图所示，在轨迹上任取三点A、B、C，使A、B 间及B、C 间的
水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B 间与B、C 间所用
时间相等，设为t，则Δh＝hBC－hAB＝gt2
所以t＝，则初速度v0＝＝x。
二、拓展创新实验
【高考启示】
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景。
因此，要在夯实教材实验的基础上注意迁移和创新能力的培养，善于用教材中
实验的原理、方法和技巧处理新问题。
实验拓展
实验操作
实验结论
调整竖直板的位置，使竖直板每次
向右平移相同的距离x，记录小球
在竖直板上的落点A、B、C，测量
A、B、C 三点到O 的距离y1、y2、y3
由平抛运动的规律得x＝v0T、
（y3－y2）－（y2－y1）＝gT2，则
v0＝x·❑√
g
y3＋y1－2 y2
调整木板的高度，取钢球的落点
a、b、c，且使ab＝bc＝L，分别记
录钢球落在a、b、c 点时木板到桌
面的高度h1、h2、h3
竖直方向（h3－h2）－（h2－h1）＝
gT2，水平方向L＝v0T，则
v0＝L·❑√
g
h3＋h1－2h2
每隔一定时间对同一物体进行一次
照相，并将其位置呈现在同一张底
片上
在任一段相同时间内两物体竖直方向
下落的位移是相等的，说明平抛运动
的竖直分运动是自由落体运动；对B
物体，任意两个相邻的点间水平距离
相等，说明水平方向的分运动是匀速
直线运动
【高考典例】
【典例1】.(2023·6 月浙江选考，16)在“探究平抛运动的特点”实验中
①用图2 装置进行探究，下列说法正确的是________。
A.只能探究平抛运动水平分运动的特点
B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验
C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
②用图3 装置进行实验，下列说法正确的是______________。
A.斜槽轨道M 必须光滑且其末端水平
B.上下调节挡板N 时必须每次等间距移动
C.小钢球从斜槽M 上同一位置静止滚下
③用图4 装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡
板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P 点静止
滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留
下点迹1、2、3、4。以点迹0 为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐
标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0 为
________。
A.
B.
C.
D.
【典例2】 (2023·北京卷，16)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探
究平抛运动的特点。
(1)关于实验，下列做法正确的是________(填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球
B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球，再打开频闪仪
D.水平抛出小球
(2)图5 所示的实验中，A 球沿水平方向抛出，同时B 球自由落下，借助频闪仪
拍摄上述运动过程。图6 为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任
意时刻A、B 两球的竖直高度相同，可判断A 球竖直方向做____________运动；
根据____________________，可判断A 球水平方向做匀速直线运动。
(3)某同学使小球从高度为0.8 m 的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛
运动(每秒频闪25 次)，最多可以得到小球在空中运动的________个位置。
(4)某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某
位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x 轴和y 轴正方向，建立直
角坐标系xOy，并测量出另外两个位置的坐标值(x1，y1)、(x2，y2)，如图7 所示。
根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y 轴间
夹角的正切值为________。
【针对性训练】
1. （湘豫名校联考2025 学年高三春季学期第二次模拟考试）某物理兴趣小组的同学想探
究自来水管水的流量，以便改进如何节约水资源，小组同学先用游标卡尺测量水管的内径
如图甲，然后打开水龙头（水龙头处管口水平），测水在空中的运动轨迹如图乙，然后将
轨迹简化为一条平滑曲线，小组同学以轨迹上的某点O 为坐标原点建立如图丙所示的坐标
系，重力加速度g=10m/s²，取
（1）用游标卡尺测量水管的直径，示数如图甲所示，则水管的直径d=___________mm。
（2）A 点
速度大小为___________（保留3 位有效数字）。
（3）自来水水管的流量（流量为每秒流过的水的体积）为___________（保留3 位有效数
字）。
2. （河西区2024-2025 学年度第二学期高三年级总复习质量调查（二））用如图甲所示装
置研究平抛运动。
（1）关于该实验，下列说法中哪些是正确的？___________（填写正确答案标号）
A. 实验中应保持硬板竖直
B. 建立坐标轴时应以槽口的端点作为坐标原点
C. 用实心铁球完成实验比用空心木球完成实验效果好
D. 绘制平抛运动轨迹时应该用直线连接小球经过的所有位置
（2）某位同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹。为了进一步探究平抛运动的特点，他
建立了以抛出点
为原点的
坐标系，并在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标
和竖直坐标
。若坐标
、
满足关系___________，就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。
（填写正确答案标号）
A.
B.
C.
D.
（3）另一位同学在进行这个实验时，忘记了记录平抛的抛出点，并得到如图乙所示的平抛
小球运动轨迹，则图中的
___________
。（填写“>”、“<”或“=”）
3. （2025 年4 月东北三省部分高中联盟第二次模拟联合调研）某小组研究平抛运动的实验
装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改
变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同
学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3 的位置，且1 与2 的间距等
于2 与3 的间距。若三次实验中，小球从跑出点到落点的水平位移依次是x1，x2， x3，机
械能的变化量依次为
。
（1）若忽略空气阻力的影响，则_____
A.
，
B.
，
C.
，
D.
，
（2）做完上述试验后，该小组发现可利用平抛运动规律测量某桶装水电动抽水器（如图
甲）的流量Q（单位时间流出水的体积）。
如图乙，为了方便测量，取下不锈钢出水管，用游标卡尺测量其外径D，读数为
________cm。
（3）测完外径后，转动出水管至出水口水平，接通电源，待水流稳定后，用米尺测出管口
到落点的高度差
和管口到落点的水平距离
，已知重力加速度，
，则水流速度
________m/s（保留两位有效数字）。
（4）已知出水管管壁的厚度为d，该抽水器的流量Q 的表达式为________（用物理量D、
d、v 表示）。若根据测得的流量算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，可
能的原因是______________（写出一种即可）。
4. （2025 年4 月山西、陕西、宁夏、青海四省区普通高中新高考高三质量检测）某实验小
组用如图所示的简易模型来研究运动的独立性原理。将小球从桌边水平向右抛出，小球下
落的过程中，有水平向左的恒定风力作用在小球上，重力加速度大小为g，多次做实验来
分析小球的运动规律。回答下列问题：
（1）小球落地时的速度方向_______竖直向下，小球的落地点_______在抛出点的正下方。
（均填“可能”或“不可能”）
（2）若小球的竖直分位移大小为h，水平向右的位移大小为x，初速度大小为v₀，则风力
是重力的_______倍。
5.(2022·浙江1 月选考)在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时
球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面
高为h 处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球
心的轨迹，如图1 所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标(x0，y0)。
图1
(1)下列说法正确的是________(单选)。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来
C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据
(2)根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0＝________(单选)。
A.
B.
C.x0
D.x0
(3) 在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是
_____________________________________________________________________。
6 .(2021·全国乙卷，22)某同学利用图2(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，其上每个方格的边长为5 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
2
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。
7 .(2025·福建福州一模)某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意
图如图(a)所示，A 板是一块水平放置的木板，在其上等间隔地开凿出一组平行
的插槽[图(a)中P0P0'、P1P1'、…]，槽间距均为d。把覆盖复写纸的白纸铺贴在
硬板B 上。实验时依次将B 板插入A 板的P0P0'、P1P1'、P2P2'、…插槽中，每次
让小球从斜轨的同一位置由静止释放。每打完一点后，把B 板插入后一槽中。
(1)对于实验的操作要求，下列说法正确的是 。
A.斜槽轨道必须光滑
B.将小球放置在槽的末端，小球要能够静止
C.B 板无须竖直放置
(2)该同学因操作失误直接将B 板从A 板的某一插槽插入开始实验，并逐一往后
面的插槽移动直至完成实验，得到实验结果如图(b)所示，并且在打第3 个点即
d 点时点迹很不清晰，该同学依然使用这一实验结果完成了实验。他测量出图
(b)中bc 的距离为y1，ce 的距离为y2，则小球平抛初速度的计算式为v0＝
(用d、y1、y2、g 表示)。
8.(2025·四川遂宁模拟)图甲是利用DIS 位移传感器研究平抛运动规律的实验装
置图，接收器(即位移传感器)通过接收做平抛运动的发射器发射超声波信号(发
射器按固定时间间隔Δt 发射信号)，采集发射器的位置信息，通过计算机处理
实验数据，准确确定经过各个Δt 时间发射器的位置，从而准确地画出平抛运动
轨迹。图乙是某实验小组获得的平抛实验轨迹，已知背景方格纸均为相同的正
方格。
(1)通过图乙实验数据可说明水平方向上做 运动;竖直方向做
运动。
(2)如图丙所示，沿竖直支架BC 上下移动斜槽，从斜槽同一位置由静止释放物
体，重复多次采集物体下落到水平面高度y 和对应的水平位移x 的数据，然后
通过电脑描绘出y－x2图像如图丁所示，则可以求出物体平抛的初速度v0＝
m/s(重力加速度g＝10 m/s2)。
9 .(2025·湖南长沙一模)图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画
出平抛小球的运动轨迹。
(1)在“研究平抛物体运动”的实验中，下列因素不会使“研究平抛物体运动”
的实验的误差增大的是 。
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.安装斜槽时其末端不水平
C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的计算点离原点O 很近
(2)实验得到小球平抛运动的轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O 为坐标原
点，测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y，图乙中y－x2图像能说明小球平抛运
动的轨迹为抛物线的是 。
(3)图丙是某同学根据实验画出的小球平抛运动的轨迹，O 为平抛起点，在轨迹
上任取三点A、B、C，测得A、B、C 三点竖直坐标y1为5.0 cm、y2为45.0 cm、
y3为60.0 cm，测得A、B 两点水平距离Δx 为40.0 cm，则小球在C 点的速度为
vC＝ m/s(g 取10 m/s2)。
