人教版高中物理全套教案和導(dǎo)學(xué)案第一章 學(xué)案3 自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動

1、 自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動學(xué)案3 一、概念規(guī)律題組) 1伽利略用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證vt的最大困難是( A不能很準(zhǔn)確地測定下落的距離 B不能測出下落物體的瞬時速度 C當(dāng)時沒有測量時間的儀器 當(dāng)時沒有記錄落體運(yùn)動的數(shù)碼相機(jī)D B答案 ) 2關(guān)于自由落體運(yùn)動，下列說法中正確的是( 初速度為零的豎直向下的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動A 只在重力作用下的豎直向下的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動B 自由落體運(yùn)動在任意相等的時間內(nèi)速度變化量相等C 的勻加速直線運(yùn)動D自由落體運(yùn)動是初速度為零，加速度為g CD答案 選項(xiàng)中，豎直向下的運(yùn)動，有可能受到空氣阻力或其他力的影響，下落的加速A解析 、A度不等于g，這樣就不是自由落體運(yùn)動；選項(xiàng)B中，

2、物體有可能具有初速度，所以選項(xiàng)aB不對選項(xiàng)C中，因自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，加速度恒定，由加速度的概念v可根據(jù)自由落體運(yùn)動的Dvgt，所以若時間相等，則速度的變化量相等選項(xiàng)可知， t 性質(zhì)判定是正確的) 關(guān)于自由落體運(yùn)動的加速度g，下列說法正確的是( 3 A重的物體的g值大 Bg值在地面任何地方一樣大 Cg值在赤道處大于南北兩極處 D同一地點(diǎn)的輕重物體的g值一樣大 答案 D從在同一地點(diǎn)所有物體g值都相同在地面不同地方，重力加速度的大小不同解析 赤道到兩極，g值變大O點(diǎn)的距離隨時間變化的關(guān)系為x54一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動，它離開23間的平均速度和st2 (m/s)該質(zhì)點(diǎn)在t0變化關(guān)系

3、為2t (m)，它的速度隨時間tv6t到) 間的平均速度大小分別為( t2 s到t3 s /sB8 m/s,38 m 39 A12 m/s,m/s s8 m/s,12 m/ D 12 Cm/s,19.5 m/s B答案 x 故x59 m時，x21 m；t3 s時，2 x解析 平均速度v，t0時，5 m；ts 302txxxx2320 . /sm/s，mv38 v8 21s2 1 s 二、思想方法題組) 5自由下落的物體，自起始點(diǎn)開始依次下落三段相同的位移所需要的時間比為(9 14 B 5 1A3 32) 1)(1 D2( 3 1C2 答案 D 6(2011·泰安模擬)小球從空中自由下

4、落，與水平地面相碰后彈到空中某高度，其速度2s/10 m(g1時間圖象如圖所示，則由圖象可知) (以下說法正確的是) 1 圖 A小球下落的最大速度為5 m/s 第一次反彈初速度的大小為3 m/sB C小球能彈起的最大高度為0.45 m D小球能彈起的最大高度為1.25 m 答案 ABC，小球與地面作s5 m/t 由v圖象可知，t0.5 s時，小球下落至地面，速度為解析223vm 用的時間不計(jì)，小球剛被地面彈起時，速度為3 m/s，能彈起的最大高度為 202g 錯對，D0.45 m故選項(xiàng)A、B、C 思維提升g. 加速度為；1自由落體運(yùn)動的兩個條件是：初速度為0 重力加速度的大小與重物本身無關(guān)，而

5、與重物所處的不同位置有關(guān)2 自由落體是初速度為零的勻加速運(yùn)動，有如下的比例關(guān)系：3 瞬時速度之比2T(1)T末、末、3T末、 3vv12v321 位移之比(2)T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)、 149xxx312 135T內(nèi)、第二個T內(nèi)、第三個T內(nèi)、位移之比xxx(3)第一個 (4)通過連續(xù)相等的位移所用時間之比 2)(3t1(21)tt312 一、自由落體運(yùn)動 自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)1物體只受重力作用自由落體運(yùn)動是一個初速度為(2)(1)從靜止開始，即初速度為零 零的勻加速直線運(yùn)動2，9.8 m/s2重力加速度：自由落體的加速度叫做重力加速度，用g表示，它的大小約為 方向豎直向下的大小不同，赤道上的(1)

6、重力加速度是由于地球的引力產(chǎn)生的，地球上不同的地方g 重力加速度比在兩極的要小重力加速度的大小會隨位置的改變而變化，但變化量不大，所以我們在今后的計(jì)算(2)22. /s9.8 m/s，在粗略的計(jì)算中也可以取10 m中，認(rèn)為其為一定值，常用勻變速直線運(yùn)動的一切加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(3)自由落體運(yùn)動是初速度為0，122另外，初速度為零的勻加速運(yùn)gt，v2gh.h規(guī)律，對自由落體運(yùn)動都是適用的vgt， 2 動的比例式對自由落體運(yùn)動也是適用的2 ，求：/sm 1】從離地500 m的高空自由落下一個小球，g取10 【例 (1)經(jīng)過多長時間落到地面； 1 s內(nèi)的位移大?。?2)從開始下落時刻起，在第

7、1 s內(nèi)的位移大小、最后 (3)落下一半時間時的位移大小 (3)125 95 m m s答案 (1)10 (2)5 m5002×2x12. s t由位移公式 解析(1)xgt，得落地時間s10 10g211112222 ×9m5 ，×gt10×10×1 m(2)第1 s內(nèi)的位移：xgt內(nèi)的位移為：前9 sx 99112222m405) xx(5001 s內(nèi)的位移等于總位移和前9 s內(nèi)位移的差，即xmm405 ，最后910. 95 m1122. m mgt5×10×125 t(3)落下一半時間即5 s，其位移x 22初速度為零

8、的勻(2) (1)勻變速直線運(yùn)動的所有規(guī)律均適用于自由落體運(yùn)動規(guī)范思維 加速運(yùn)動的比例式也適用于自由落體運(yùn)動個小11一礦井深125 m，在井口每隔一定時間自由落下一個小球當(dāng)?shù)卺槍τ?xùn)練1 個小球恰好到達(dá)井底則相鄰兩小球開始下落的時間間隔為1球剛從井口開始下落時，第. m5個小球相距_ _ s，這時第3個小球和第35 答案 0.5 個小球從井口落至井底的時間為1T，則第解析 設(shè)相鄰兩小球開始下落的時間間隔為10T. t 由題意知1122 g(10T)gt， 221252×2h s0.5 s . T100g100×10利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的規(guī)律，從時間t0開始，在連續(xù)相

9、等的時間內(nèi)位移之比等于以1開始的連續(xù)奇數(shù)比從第11個小球下落開始計(jì)時，經(jīng)T,2T,3T，10T后它將依次到達(dá)第10個、第9個、第2個、第1個小球的位置，各個位置之間的位移之比為1351719，所以這時第3個小球和第5個小球相距： 131528hh×125 m35 m 1001918351二、豎直上拋運(yùn)動 1豎直上拋運(yùn)動問題的處理方法 (1)分段法 可以把豎直上拋運(yùn)動分成上升階段的勻減速直線運(yùn)動和下降階段的自由落體運(yùn)動處理 (2)整體法 將豎直上拋運(yùn)動視為初速度為v，加速度為g的勻減速直線運(yùn)動 02豎直上拋運(yùn)動的重要特性 (1)對稱性 時間對稱性：上升過程和下降過程時間相等 速度對稱性

10、：上升過程和下降過程通過同一點(diǎn)時速度大小相等 (2)多解性 通過某一點(diǎn)對應(yīng)兩個時刻，即：物體可能處于上升階段，也可能處于下降階段 2.5 ss內(nèi)物體g的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，取10 m/m2【例】某物體以30 /s的( ) A路程為65 m B位移大小為25 m，方向向上 C速度改變量的大小為10 m/s ，方向向上s/m13 平均速度大小為D答案 AB 2vv00，s3) s2 ，上升高度H45 m，下降時間t(5解析 物體的上升時間t3 s 12gg12H，方向向上路程ss5 時物體的位移xHx25 下降的位移xgtm20 m所以 111250 vv，方向向下，5 s 內(nèi)速度改變量

11、vgtx65 m5 s末的速度v20 m/s0111125xs，方向向下.vm/ ，方向向上/s m/s5 m 5ts5 s內(nèi)的位移和路程，及規(guī)范思維 此題的關(guān)鍵在于根據(jù)豎直上拋運(yùn)動規(guī)律求出5 末的瞬時速度分段法和整體法解答問題時結(jié)果是相同的，解題(1)豎直上拋運(yùn)動的兩種處理方法 要靈活選用 (2)用兩種方法解題時，要特別注意物理量正負(fù)的不同此相機(jī)每秒連拍王兵同學(xué)利用數(shù)碼相機(jī)連拍功能(針對訓(xùn)練2 (2010·福建廈門質(zhì)檢)跳臺跳水的全過程所拍10 m10張)，記錄下北京奧運(yùn)會跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在甲所示，王兵同學(xué)認(rèn)為這是她們在最高點(diǎn)；攝的第一張恰為她們起跳的瞬間，第四張如圖2設(shè)

12、起跳時她們的重心離臺面的距乙所示，她們正好身體豎直雙手觸及水面第十九張如圖22) (g離和觸水時她們的重心離水面的距離相等由以上材料取10 m/s 估算陳若琳的起跳速度；(1) 分析第四張照片是在最高點(diǎn)嗎？如果不是，此時重心是處于上升還是下降階段？(2) 2 圖答案 (1)3.4 m/s (2)不是 上升階段 解析 (1)由題意得：運(yùn)動員從起跳到入水所用時間為t1.8 s 設(shè)跳臺高h(yuǎn)，起跳速度為v，由： 012 gtthv 02得v3.4 m/s 0(2)上升至最高點(diǎn)所用時間 0v0t0.34 s 1g而拍第四張歷時0.3 s，所以還處于上升階段 【例3】 原地起跳時，先屈腿下蹲，然后突然蹬地

13、從開始蹬地到離地是加速過程(視為勻加速)，加速過程中重心上升的距離稱為“加速距離”離地后重心繼續(xù)上升，在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”現(xiàn)有以下數(shù)據(jù)：人原地上跳的“加速距離”d10.50 m，“豎直高度”h1.0 m；跳蚤原地上跳的“加速距離”d0.000 80 m， 21“豎直高度”h0.10 m假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離”仍為20.50 m，則人上跳的“豎直高度”是多少？ 答案 62.5 m 解析 用a表示跳蚤起跳的加速度，v表示離地時的速度， 22adv 則加速過程有：222gh 離開地面后有：v2若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，令v表示在這種假想下人離地

14、時的速度，H表22ad示與此相應(yīng)的豎直高度，則加速過程有：v 122gHv離開地面后有： 由以上各式可得hd12H d2代入數(shù)值，得H62.5 m 規(guī)范思維 認(rèn)識、了解人跳離地面的全過程是解題關(guān)鍵過程包括離開地面前向上的加速運(yùn)動和離開地面后的豎直上拋運(yùn)動 針對訓(xùn)練3 如圖3甲所示為了測量運(yùn)動員躍起的高度，訓(xùn)練時可在彈性上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性的壓力，并在計(jì)算機(jī)上做出壓力時間圖象，假如做出的圖象如圖乙所示設(shè)運(yùn)動員在空中運(yùn)動時可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動員躍起的最大高度為(g取10 2)( ) m/s 3 圖 7.2 m D mB3.6 C5.0 m A1.8 m C答案根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的時間對

15、稱性，s，由圖象分析可知，運(yùn)動員在空中的時間為2 解析 1122. m5 m×10×11 ts，上升高度hgt 上22 【基礎(chǔ)演練】) 關(guān)于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是( 1 物體豎直向下的運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動A 加速度等于重力加速度的運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動B 在自由落體運(yùn)動過程中，不同質(zhì)量的物體運(yùn)動規(guī)律相同C 物體做自由落體運(yùn)動位移與時間成反比D C答案 由于加在自由落體運(yùn)動中，解析 由靜止開始只在重力作用下的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，122 tgt成正比，x與速度ag，所以其運(yùn)動規(guī)律與質(zhì)量無關(guān)，自由落體運(yùn)動的位移x 2設(shè)拋出)(不計(jì)空氣阻力(2011·皖南八校聯(lián)考)

16、一物體從某一行星表面豎直向上拋出2所示，則該行星表面重力加速度圖象如圖4，得到物體上升高度隨時間變化的ht時t0) 大小與物體被拋出時的初速度大小分別為( 4 圖2,2, /mss25 m B10 m20 /s smA8 /2,2, /s10 m/sm20 D m25 /s sm/8 C A答案由運(yùn)動學(xué)公式可求得25 m為解析 根據(jù)圖象可知物體在t2.5 s時上升到最大高度， A項(xiàng)正確) 3豎直上拋的物體，又落回拋出點(diǎn)，關(guān)于物體運(yùn)動的下列說法中正確的有( A上升過程和下落過程，時間相等、位移相同 物體到達(dá)最高點(diǎn)時，速度和加速度均為零B 整個過程中，任意相等時間內(nèi)物體的速度變化量均相同CD不管豎

17、直上拋的初速度有多大(v10 m/s)，物體上升過程的最后1 s時間內(nèi)的位移0總是不變的 答案 CD 解析 上升和下落過程時間相等，而位移大小相等、方向相反，物體到最高點(diǎn)加速度仍為g，故A、B均錯，在任意相等時間t內(nèi)，速度變化量均為gt，C正確，根據(jù)逆向思維知，112g，g×1D1 物體上升過程最后s內(nèi)位移和自由下落第1 s內(nèi)位移大小是相等的，都為 22也正確 4(2010·上海交大東方學(xué)校模擬)從某高處釋放一粒小石子，經(jīng)過1 s從同一地點(diǎn)再釋放另一粒小石子，則在它們落地之前，兩粒石子間的距離將( ) A保持不變 B不斷增大 C不斷減小 D有時增大，有時減小 答案 B 解析

18、 設(shè)第1粒石子運(yùn)動的時間為t s，則第2粒石子運(yùn)動的時間為(t1) s，在它們落11122gtg，可見，兩粒石子間的距離隨gttg(t1)地之前，兩粒石子間的距離為h 222的增大而增大，故B正確 5(2011·山東省日照市統(tǒng)測)如下圖所示，在高空中有四個小球，在同一位置同時以速率v向上、向下、向左、向右被射出，不考慮空氣阻力，經(jīng)過1 s后四個小球在空中的位置構(gòu)成的圖形正確的是( ) A答案 其余兩個分別做豎直上拋運(yùn)動和四個小球有兩個做平拋運(yùn)動，解析 不考慮空氣阻力，所以它們的相對運(yùn)動是分別沿水平方向和豎直方向向外它們的加速度相同，豎直下拋運(yùn)動， 正確做速度相同的勻速直線運(yùn)動，在空中

19、的位置構(gòu)成的圖形是正方形，所以選項(xiàng)A，t同時落地，A球下落的時間為沈陽質(zhì)檢)A、B兩小球從不同高度自由下落，(2011·6) 兩球的高度差為( B球開始下落的瞬間，A、BB球下落的時間為t/2，當(dāng)13322 22 gt gt B. D gt .Agt 448 D答案 1t11222球開始下落，當(dāng)gtB，B球下落高度為hg()解析 A球下落高度為hgt BA822211tt22項(xiàng)，所以gtg()Dhh的瞬間，A球已下落了時間，A、B兩球的高度差為h BA4222 正確在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中，需要)(2011·山東臨沂質(zhì)檢7值的一種方法叫“對稱自由下g

20、值，g值可由實(shí)驗(yàn)精確測定近年來測精確的重力加速度g用光學(xué)干以穩(wěn)定的氦氖激光的波長為長度標(biāo)準(zhǔn)，它是將測g值歸于測長度和時間，落法”，具體做法是：將真空值測得很準(zhǔn)，涉的方法測距離，以銣原子鐘或其他手段測時間，能將g，在小球運(yùn)動過程T長直管沿豎直方向放置，自其中O點(diǎn)向上拋小球又落至原處的時間為2，HT和T，測得T、點(diǎn)高H的P點(diǎn)，小球離開P點(diǎn)至又回到P點(diǎn)所用的時間為中經(jīng)過比O211) ( 可求得g等于4H8H. B A. 2222TTTT1212H8H. D .C 22?TT?T?4T1221 A答案 T11T1222，聯(lián)立解得gg(Hhg(hh 解析設(shè)小球上升的最大高度為，則有)，) 22228H.

21、 22TT12 【能力提升】 個鐵墊圈和一個金屬盤在線左右的細(xì)線，58. (2011·濟(jì)南實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)取一根長2 m，84 cmcm再系一個，以后墊圈之間的距離分別為36 cm、60 cm、下端系上第一個墊圈，隔12 所示，站在椅子上，向上提起線的上端，讓線自由垂下，且第一個墊圈緊靠放在地上如圖5) 、3、4、5個墊圈( 的金屬盤松手后開始計(jì)時，若不計(jì)空氣阻力，則第2 5 圖 落到盤上的聲音時間間隔越來越大A 落到盤上的聲音時間間隔相等B2 3C依次落到盤上的速率關(guān)系為123) 2)(2(21)(D依次落到盤上的時間關(guān)系為13 B答案 為比距離之圈到金屬盤的7距離之比為135，各墊

22、墊解析 各圈之間2x12各墊圈落到盤上的時間之，得根據(jù)txgt14916，各墊圈做自由落體運(yùn)動， g2B選項(xiàng)正確，A、，則各墊圈落地時間間隔相等，4D選項(xiàng)錯誤；根據(jù)2gx比為1232得v2gx，各墊圈依次落到盤上的速率之比為12v34，C選項(xiàng)錯誤 9(2011·濟(jì)南質(zhì)檢)小芳是一個善于思考的鄉(xiāng)村女孩，她在學(xué)過自由落體運(yùn)動規(guī)律后，對自家房上下落的雨滴產(chǎn)生了興趣，她坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時間滴下一滴水，當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1 m的窗子的上、下沿，小芳同學(xué)在自己的作業(yè)本上畫出了如圖6所示的雨滴下落同自家房子尺寸的關(guān)系圖，其中2點(diǎn)和3點(diǎn)之間的小矩形表示小芳正對的窗子，請問： 6 圖(1