文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
第21 讲 实验5 探究平抛运动的特点
核心考点
考点一 实验：探究平抛运动的特点............................................................................................1
考点二 创新实验提升....................................................................................................................9
考点一 实验：探究平抛运动的特点
一、实验思路
用描迹法逐点画出小钢球做平抛运动的轨迹，判断轨迹是否为抛物线，并求出小钢球的
初速度。
二、实验器材
末端水平的斜槽、背板、挡板、复写纸、白纸、钢球、刻度尺、铅垂线、三角板、铅笔
等。
三、实验过程
1．安装、调整背板：将白纸放在复写纸下面，然后固定在装置背板上，并用铅垂线检查
背板是否 竖直 。
2．安装、调整斜槽：将固定有斜槽的木板放在实验桌上，用平衡法检查斜槽末端是否
水平 ，也就是将小球放在斜槽末端直轨道上，小球若能 静止在轨道上的任意位置 ，则表
明斜槽末端已调水平，如图。
3．描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下，并从斜槽末端飞出开始做
平抛运动，小球落到倾斜的挡板上，会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。取下白纸用平滑的
曲线把这些印迹连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹。
4．确定坐标原点及坐标轴：选定 斜槽末端处小球球心在白纸上的投影 的点为坐标原
点O，从坐标原点O 画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴。
四、数据处理
基础过关
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
(1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则应以抛出点为坐标原点建立直角坐标系，且轨
迹上各点的坐标满足y＝ax2的关系，且同一运动轨迹上a 是一个特定的值。
(2)验证方法
方法一：代入法
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，判断a 值在误差允许
的范围内是否为一常数。
方法二：图像法
建立y－x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y 坐标值分别计算出对应y 值的x2值，在y
－x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a 的值。
2．计算平抛运动物体的初速度
(1)类型1：若原点O 为抛出点，利用公式x＝v0t 和y＝gt2即可求出多个初速度v0＝ x
，
最后求出初速度的平均值，就是做平抛运动的物体的初速度。
(2)类型2：若原点O 不是抛出点
①在轨迹曲线上取三点A、B、C，使xAB＝xBC＝x，如图所示。A 到B 与B 到C 的时间相
等，设为T。
②用刻度尺分别测出yA、yB、yC，则有yAB＝yB－yA，yBC＝yC－yB。
③yBC－yAB＝gT2，且v0T＝x，由以上两式得v0＝x。
五、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。
6．计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算。
【例1】（2025·广东揭阳·三模）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的必做实验的部分
内容，请完成下列填空：
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(1)在“探究平抛运动的特点”实验中：
①用图1 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2 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
(2)某实验小组在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量小球的直径，某次读数为
10.10mm，则所选用的测量仪器与图1 中 （选填“A”、“B”或“C”）一致。
【例2】（2025·广东茂名·模拟预测）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实
验的部分步骤，请完成实验操作和计算。
(1)实验小组在“研究平抛物体运动”时使用如图装置进行实验，下列做法合理的是（ ）
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
D．挡板高度必须按1 3 5
∶∶的间隔变化
(2)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是（
）
A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B．对油酸溶液起到稀释作用，快速形成单分子油膜
C．有助于测量一滴油酸的体积
D．有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)在“验证力的平行四边形定则”实验中，将画有坐标轴（横轴为
轴，纵轴为
轴，最小
刻度为1mm）的纸贴在水平桌面上，如图甲所示。将橡皮筋的一端
固定在
轴上的
点
（B 点位于图示部分之外），橡皮筋处于原长时，另一端
位于
轴上的
点。
①用一只测力计将橡皮筋的P 端沿y 轴从A 点拉至坐标原点O，此时拉力F 的大小可由测力
计读出。测力计的示数如图乙所示，F 的大小为 N；
②撤去（1）中的拉力，橡皮筋P 端回到A 点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P 端
拉至O 点。此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两
个拉力的大小分别为F1=4.2N 和F2=5.6N；
③用5mm 长度的线段表示1N 的力，以O 为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示 ，然
后按平行四边形定则画出它们的合力F 合 。
【例3】（2025·辽宁沈阳·三模）在“探究平抛运动的特点”实验中，用图1 装置研究平抛运
动在竖直方向分运动特点，用图2 装置研究平抛运动在水平方向分运动特点。
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
(1)关于两幅图，下列说法正确的是_____。
A．在图1 中，打击重锤力度越大，落地时间越短
B．在图2 中，使用粗糙斜槽可能增加实验系统误差
C．在图2 中，斜槽轨道M 末端切线方向必须与重锤线垂直
D．无论在图1 中还是在图2 中，为了减小误差，我们都应该选择密度大、体积小的球
(2)在图2 的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某同学得到
的记录纸如图3 所示，图中有两个点位于抛物线下方的原因可能是 。
【例4】（2025·天津河西·二模）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“=”）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
【例5】（2025·甘肃白银·模拟预测）如图甲所示为“探究平抛运动的特点”的实验装置。使
斜槽末端保持水平，让小钢球每次从同一位置
由静止释放的目的是 。图乙为实验描绘
出的小球的运动轨迹，
为小球抛出点，
、
两点的纵坐标如图所示，A、B 两点横坐标
之间的距离为
，则小球做平抛运动的初速度大小为
。（已知重力加
速度
）
考点二 创新实验提升
一、创新实验
1．实验方法的改进
基础过关
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
2．求初速度方法的创新
由x＝v0t，y＝gt2可得y＝x2，做y－x2图像，由斜率求出v0。
【例6】（2025·贵州毕节·三模）某学习小组设计了一个探究平抛运动特点的实验装置，在平
抛点O 的正前方放一粘有米尺的竖直毛玻璃。将小球从O 点正对毛玻璃水平抛出，用光源照
射小球，毛玻璃上会出现小球的投影。在毛玻璃正右边，用频闪相机记录小球在毛玻璃上影
子的位置。如图甲，在O 点左侧用与初速度平行的光照射，得到如图乙的照片；如图丙，将
一个点光源放在O 点照射，重新实验，得到如图丁的照片。已知频闪相机的闪光周期为
，O 点到玻璃的距离
，两次实验小球抛出时的初速度相等。根据上述实验完成
下列问题：
(1)由图乙的数据得，小球的加速度大小为
，表明小球在竖直方向上做初速度为零
的匀加速直线运动。（结果保留三位有效数字）
(2)由图丁可知，丙中小球在屏上的影子做 运动（选填“匀速直线”或“匀加速直线”），
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
影子的速度大小为 m/s。
(3)小球平抛的初速度大小为 m/s。（结果保留三位有效数字）
【例7】（2025·湖南邵阳·三模）利用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨
迹。某实验小组利用其来探究平抛运动的特点，设计原理图如图甲所示，物体A 从O 点水平
抛出做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它
运动的平面内安放着超声-红外接收装置B。B 盒装有
、
两个超声-红外接收器（处于O
点正下方），并与计算机相连。
、
各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由
此算出它们各自与物体A 的距离，进而确定物体A 的位置，通过计算机可以即时给出A 的坐
标。试回答下列问题：
(1)为了使计算机描出的物体做平抛运动轨迹更加准确，物体A 应挑选（ ）
A．体积大的木球
B．体积小的钢球
C．体积小的木球
(2)如图甲所示，某实验小组让物体A 在图示位置同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，以抛出
点O 为坐标原点建立坐标系，若还测出了O 点到
、
的距离，重力加速度未知，则由题
中条件可以求出（ ）
A．物体A 的初速度
B．物体A 的位置坐标
C．物体A 的运动时间
D．物体A 此时的速度方向
(3)以物体A 的初速度方向为
轴方向，竖直向下的方向为
轴方向，在某次实验中计算机描
出的平抛运动的轨迹如图乙所示，数据的采集频率为25Hz。由图乙轨迹图线分析可知，物体
A 平抛的初速度大小为
（结果保留2 位有效数字）；该实验测得当地
的重力加速度偏小，可能的原因是 。
【例8】（2025·河北保定·二模）某同学用电磁实验装置来研究平抛运动和测量平抛运动的初
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
速度大小。如图所示，将小球甲从斜槽上某一点P 由静止释放，小球甲离开斜槽末端a 点时
撞开接触式开关（时间极短），小球甲从a 点飞出的同时，被电磁铁吸住的小球乙从b 点由
静止下落，小球甲、乙均视为质点，a、b 两点在同一水平面上，改变甲释放点P 的位置，直
至甲、乙在地面相遇，用刻度尺测得b 点距地面的高度为H，a、b 两点间的距离为L，重力
加速度大小为g，不计空气阻力。回答下列问题：
(1)安装实验装置完毕，应调节斜槽，使得末端保持 。
(2)小球甲、乙在落地前，同一时刻，小球甲距地面的高度 （填“大于”“小于”或
“等于”）小球乙距地面的高度。
(3)小球甲落地时的速度大小为 。
【例9】（24-25 高一下·内蒙古锡林郭勒盟·开学考试）某同学利用光电门和如图所示的器材
探究平抛运动的特点。斜槽和水平轨道平滑连接置于水平桌面上，水平轨道末端安装一光电
门，使得直径为D 的钢球通过光电门时光线正好射向钢球球心。在水平地面的竖直挡板上附
有复写纸和白纸，钢球运动至竖直挡板时在白纸上留下点迹。
(1)依次将挡板水平向右移动距离x，重复实验，在白纸上留下点迹A、B、C，钢球每次
（填“需要”或“不需要”）从同一位置释放。
(2)测量
竖直距离分别为
和
，光电门的挡光时间为t，钢球做平抛运动的初速度
大小为 ；打下相邻两点的时间间隔
；钢球竖直方向的加速度大小
。（均用题中物理量表示）。
【例10】（2025·江苏盐城·模拟预测）某同学利用图甲所示装置测量当地重力加速度，在斜
槽轨道的末端B 处安装一个光电门，调节激光束与球心等高，实验中，让小球从斜槽上某位
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
置A 处无初速度释放，用手机拍摄小球做平抛运动的视频，得到分帧照片如图乙所示（相邻
两帧之间的时间间隔相等）。
(1)关于本实验，下列说法正确的是________。
A．斜槽轨道应尽量光滑
B．斜槽轨道末段需调校水平
C．实验时应先让小球抛出，再打开手机摄像功能
(2)该同学用游标卡尺测得小球的直径如图丙所示，则小球的直径d= cm。
(3)在图乙中选取三个连续的小球位置A、B、C，测得AB、BC 间实际水平距离均为x，AB、
BC 间实际高度差分别为h1、h2，另测得小球通过光电门的遮光时间为t，则小球从轨道末端
抛出的速度v= ，当地重力加速度g= （用所给物理量符号表示）。
(4)该同学在分帧照片中，以某位置为坐标原点，沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系
xOy，并测量出两个位置的坐标值，如图丁所示，若y 轴与竖直方向存在一偏角，则该同学
（选填：“能”或“不能”）正确求出重力加速度，理由是 。
10
