《2026年优选课堂必刷题高一物理全一册人教版》

4. （2025·山东省青岛市模拟）某兴趣小组利用斜槽和多个相同小玻璃球来研究平抛运动的特点，部分实验装置如图 1 所示。
主要实验步骤如下：
①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁，调节木板竖直（方格纸中的竖线也竖直）；
②依次将多个相同小玻璃球从斜槽上同一位置由静止释放；
③玻璃球运动过程中，用手机对玻璃球进行拍摄，选择满意的照片进行分析处理。
试回答下列问题：
（1）以下操作中，必须的是______（单选，填正确答案标号）。

A.斜槽尽可能光滑
B.斜槽末端切线水平
C.玻璃球体积适当大些
（2）如图 2 所示，某次实验所拍照片中同时出现了三个小球。已知该方格纸每小格的边长为 $ 5cm $，当地重力加速度 $ g $ 取 $ 10m/s^{2} $，忽略空气阻力，则玻璃球做平抛运动的水平初速度 $ v_{0} = $______ $ m/s $，如图 2 中 $ A $ 球所在位置到斜槽末端的水平距离 $ x_{0} = $______ $ m $。

答案： 4.解析:
(1)每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放，所用斜槽可以不光滑，也不需要平衡摩擦力，只要到达底端的速度相同即可，故A错误;实验中所用斜槽末端的切线必须调整到水平方向，以保证小球做平抛运动，故B正确;玻璃球体积适当小些，以减小空气阻力对实验的影响，故C错误;
(2)在竖直方向上，根据位移差公式得$\Delta y = 3L - 2L = gT^{2}$，解得时间间隔$T = \sqrt{\frac{L}{g}} = \sqrt{\frac{0.05}{10}}s = \frac{\sqrt{2}}{20}s$，则初速度$v_{0} = \frac{2L}{T} = 2 × \sqrt{gL} = 2 × \sqrt{10 × 0.05}m/s = \sqrt{2}m/s$，B点的竖直分速度$v_{yB} = \frac{2L + 3L}{2T} = \frac{5 × 0.05}{2 × \frac{\sqrt{2}}{20}}m/s = \frac{5}{4}\sqrt{2}m/s = gt_{B}$，解得小球从抛出点运动到B点的时间$t_{B} = \frac{\sqrt{2}}{8}s$，则小球从抛出点运动到A点的时间为$t_{A} = t_{B} - T = \frac{\sqrt{2}}{8}s - \frac{\sqrt{2}}{20}s = \frac{3\sqrt{2}}{40}s$，根据水平方向的匀速运动可得：$x_{0} = v_{0}t_{A} = \sqrt{2} × \frac{3\sqrt{2}}{40}m = 0.15m$。
答案:
(1)B　
(2)$\sqrt{2},0.15$

【例】如图所示是采用频闪照相的方法拍摄到的小球做平抛运动的照片，背景标尺每小格边长均为 $ L = 5cm $，则：

（1）由图可知，小球在水平方向做______运动，理由是______。
（2）拍摄时每______ $ s $ 曝光一次，平抛运动的初速度为______ $ m/s $。（取重力加速度 $ g = 10m/s^{2} $）

答案： 【解析】（2）设每次曝光时间间隔为 $ t $，在竖直方向，根据 $ \Delta y = at^{2} $，可知 $ 2L = gt^{2} $，则 $ t = \sqrt{\frac{2L}{g}} = 0.1s $；小球在水平方向做匀速直线运动，则 $ v_{0} = \frac{2L}{t} = 1m/s $。
【答案】（1）匀速直线 在水平方向上相等时间内通过相等的位移 （2）$ 0.1 $ $ 1 $