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1、“平抛运动”中的探究性题型姜启时 平抛运动规律是力学中的重要定律，是近年高考的热点，平抛运动规律往往与实验、生活、生产、科技活动、体育运动等相综合，构成丰富多彩的探究性问题，解决这类问题的关键：弄清平抛运动的物理状态、物理过程，理清其中合成、分解的关系，注意临界条件的运用，然后根据相互关系列式求解。“平抛运动”中的探究性问题主要有以下几种类型：一、实验探究型 新课程标准注重学生综合探究素养和设计、创新等综合实验能力的培养，要求学生利用学过的知识和方法，独立设计实验探究方案，恰当选择实验器材、合理安排实验步骤、正确处理实验数据及进行实验误差分析。 例1. 如下图所示，是研究“水流射程与排水孔高度
2、关系”的实验装置，取一个较高的塑料筒（如可乐饮料瓶），在侧壁的母线上钻一排小孔，保持小孔的间距为定值，在每个小孔中紧插一段圆珠笔笔芯的塑料管，作为排水管。再剪若干段软塑料管，将其一头加热软化封闭起来，作为排水管的套帽，另外备有接水盘、直尺、水杯等。任意拔出其中一个套帽（设对应排水小孔到底面的高度为h），就可以测得其水流的射程为s，多做几次实验，且每次实验时液面初始高度均为H，利用描点法就可画出h-s的图象。请你根据理论分析并在下图中画出这个图象，并探究水从距地面什么位置的孔中喷出时射程最远。 解析：水流的射程与排水管距管顶的高度（H-h）以及排水管到地面的高度h两个因素有关，（H-h）影响喷出
3、的水柱初速度，h影响喷出水流的落地时间。设排水管的内截面积为S0，排水管距地面的高度为h，水的密度为，在排水口处取长度为L、质量为m的一小段水柱。则对该段水柱应用动量定理有，Ft=mv，其中。由以上三式可以解出质量为m的水做平抛运动时有。由以上两式解出由、解得，当时，s有最大值，其最大值为。对式中的h赋值，可画出图象如下图所示。 点评：本题结合平抛运动规律设计了一个探究性实验，要求根据已知的物理知识和具体问题所给出的物理事实，对物理现象、物理状态、物理过程等问题进行推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，这就是高考物理所要求的重要能力之一实验探究性能力。随着新课改的实施，探究性实验题将成为
4、高考的热点，平时实验中应注意提出问题，进行探究，每完成一次实验，动脑筋想一想，完成该实验还有哪些新方案，该实验还有哪些其他用途，以此来提高自己的探究能力。二、辨析探究型 近几年高考物理卷中多次出现了辨析探究型试题，这类试题提供的信息材料，往往将学生中易出现的各种错误展现出来，如：似是而非的物理概念问题，物理性质的理解问题，物理方法运用的科学性问题，要求学生利用所学的知识，对物理模型的建立、物理规律的理解和物理过程的分析，以及解决物理问题的能力和科学思维方法等方面进行辨析探究，做出正确的评价。例2. 如下图所示，一高度为的水平面在A点处与一倾角为的斜面连接，一小球以的速度在平面上向右运动。求小球
5、从A点运动到地面所需要的时间。（平面与斜面均光滑，取）。某同学对此题的解法为：小球沿斜面运动，则，由此可求得落地的时间。问：你同意上述解法吗？若同意，求出所需时间；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。解析：不同意该同学的解法。首先物理过程和规律不正确，由于小球开始在水平面上运动，离开A点时小球将做平抛运动，而不会沿斜面下滑。在运动到地面之前小球是否经历斜面，要进行论证判断：小球平抛到地面的水平距离。斜面底宽。因为，所以小球离开A点后不会落到斜面上，因此落地时间为平抛运动所需时间，即。 点评：求解“辨析探究型”试题的关键：能独立地对所遇问题进行具体分析，弄清其中的物理状态、物理过程和物理
6、情境，找出其中起重要作用的因素，运用物理知识综合解决所遇问题，在正确分析物理过程的同时，能够根据已知的知识和物理事实，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确结论或作出正确的判断，不要被“似是而非”的表面现象所迷惑。三、开放探究型 开放性试题往往通过文字、图表、图象等提供信息，要求考生通过分析这些信息，探究其他一些物理量或物理规律，题目往往没有指出还要求得哪些物理量，而是要求考生去探究，让考生自己经历分析与理解、筛选和评价、联想与建模的过程，再应用相关物理规律去解决问题，在利用信息进行逻辑推理过程中，要注意全方位、多角度、多层面地剖析，将已知信息与未知量进行转换和组合，对一切可能的结果进行科学预
7、测和讨论。例3. 滑雪者从A点由静止沿斜面滑下，经一平台后水平飞离B点，地面上紧靠平台有一个水平台阶，空间几何尺度如下图所示。斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动，且速度大小不变。求：（l）滑雪者离开B点时的速度大小；（2）滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离s。解析：（1）设滑雪者质量为m，斜面长为s，斜面与水平面夹角为，滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功。由动能定理，离开B点时的速度。（2）设滑雪者离开B点后落在台阶上，水平位移为，据平抛规律，由以上三式可解得，此时必须满足，求得当时，滑雪者直接落到地面上，。答案：（1）（2）当时，滑雪者落在台阶
8、上，当时，滑雪者落在地面上，。 点评：本题考查了动能定理和平抛运动规律，其中第（2）问具有探究性，往往有许多学生没有就两种可能的情况进行分类讨论，导致失误。探究性试题的答案是丰富多彩的，处理这类试题时，应注意广泛联想，解题过程中除了运用物理方法之外，还要引用正确的思维方法，科学地分析问题，得出客观全面的答案，平时学习中应注意发散思维能力的培养。四、联系实际型 这类试题往往联系日常生活、生产现象，联系科学、技术的应用，联系科学发展的前沿。如：排球运动是学生很熟悉的一项日常体育活动，排球被水平击出后做平抛运动，当水平速度较小时，水平射程较小，可能触网；当水平速度较大时，水平射程较大，可能越界。排球
9、、羽毛球、滑雪、杂技等许多运动涉及到平抛运动的众多知识，值得探究。例4. 新浪体育讯：北京时间5月28日消息“申洲杯”国际女排精英赛于今天在宁波北仑进行最后的决赛，中国女排在今天进行决赛中经过激战，首夺“申洲杯”国际女排精英赛的桂冠。如下图所示，排球场总长为18m，设球网高2m，运动员站在离网3m的线上，正对网前跳起将球水平击出。（不计空气阻力，g取）（1）设击球点在3m线正上方高度为2.5m处，试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网又不越界？（2）若击球点在3m线正上方的高度过低，则无论水平击出的速度多大，球不是触网就是越界。试求此高度的范围。解析：（1）设水平击球速度为时，（即最小），
10、球刚好触网而过，由题意知，所以水平速度最小值为；设水平击球速度为时，（即最大），球恰好打在对方底线，由题意知，所以水平速度最大值为，要使球既不触网也不越界应满足：。（2）设击球点高度为H，若球恰能触网，则，若球恰好压底线，则。可见，若，则触网；若，则越界，由以上两式得，即，解得即当击球高度低于，无论水平击球速度多大，球不是触网就是越界。 点评：本题求解时，对排球恰好触网和压线这两种临界状态进行分析，以击球速度为联系量求出击球高度的临界值，这是解决问题的关键。理论联系实际的探究型试题要求考生真正理解物理基本知识和基本规律，灵活运用所学知识去分析实际问题，在平时学习中要学会通过阅读试题，获取有用的信息，理解试题中的物理情境，并与所学的知识结合起来，建立正确的物理模型，寻找各物理量之间的联系，最后列式解决问题。用心 爱心 专心 122号编辑 5
