(新)高中物理專題2_5自由落體運(yùn)動講基礎(chǔ)版,含解析新人教版必修1

1、所謂的光輝歲月，并不是以后，閃耀的日子，而是無人問津時，你對夢想的偏執(zhí)。第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究2.5自由落體運(yùn)動知識點一、自由落體運(yùn)動自由落體運(yùn)動1. 定義：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動，叫自由落體運(yùn)動。2. 特點：(1) Vo = 0,是加速運(yùn)動；(2) 只受重力作用；(3) 軌跡是豎直直線。.3. 如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似看作自由落體運(yùn)動。對自由落體運(yùn)動的理解1 .物體做自由落體運(yùn)動的條件(1)初速度為零；(2)除重力之外不受其他力的作用。2 .自由落體運(yùn)動是一種理想化模型(1)這種模型忽略了次要因素一一空氣阻力，突出了主要因素一一重力。n

2、(在地球上，物體下落時由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運(yùn)動。)(2)當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時，物體由靜止開始的下落可看作自由落體運(yùn)動。如在空氣中自由下落的石塊可 看作自由落體運(yùn)動，空氣中羽毛的下落不能看作自由落體運(yùn)動?！镜湫屠}】【例題1】關(guān)于自由落體運(yùn)動，以下說法中正確的是()A.質(zhì)量大的物體自由下落時的加速度大B.從水平飛行著的飛機(jī)上釋放的物體將做自由落體運(yùn)動C.雨滴下落的過程中做自由落體運(yùn)動D.從水龍頭,上滴落的水滴的下落過程，可近似看做自由落體運(yùn)動【答案】D【解析】所有物體在同一地點的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大小無關(guān)，故A錯；從水平飛行著的飛機(jī)上釋放的物體，由于慣性，具有水平初速度

3、，不做自由落體運(yùn)動，故 B錯；雨滴下落過程所受空氣阻力與 速度大小有關(guān)，速度增大時阻力增大，雨滴速度增大到一定值時，阻力與重力相比不可忽略，不能認(rèn)為是 自由落體運(yùn)動，故 C錯；從水龍頭上滴落的水滴所受的空氣阻力與重力相比可忽略不計，可認(rèn)為只受重力 作用，故D對.【針對訓(xùn)練】 月球上沒有空氣，若宇航員在月球上將羽毛和石塊從同一高度處同時由靜止釋放，則()A.羽毛先落地B.石塊先落地C.它們同時落地D .它們不可能同時落地【答案】Ct解析】 羽毛和石塊在月球上下落時不受空氣阻石影響"故自由落體運(yùn)現(xiàn)所以它們同時落地，故C正 底，ABD錯誤心知識點二、自由落體加速度自由落體加速度1 .定義：

4、在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫做自由落體加速度。也叫重力加速度，通常用g表示。2 . 方向：豎直向下3 .大?。和ㄟ^多種方法用實驗測定，在地球上的不同地方g不同，但變化很小。在一般計算中 g取9.8 m/s 2,近似取10 m/s 2。自由落體加速度的理解1 .產(chǎn)生原因由于地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。2 .自由落體加速度的方向(1)方向豎直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。(2)由于地球是球體，各處重力加速度的方向并不相同3 .大小與所處地球上的位置及距地面的高度有關(guān)。(1)在地球表面會隨緯度的增加而增大，在赤道處最小，在兩極最大，但差別很小。(2)在

5、地面上的同一地點，隨高度的增加而減小，但在一定的高度范圍內(nèi)，可認(rèn)為重力加速度的大小不變。通常情況下取 g= 9.8m/s 2或g=10m/s2。知識點三、自由落體的運(yùn)動規(guī)律1 .自由落體運(yùn)動的實質(zhì)自由落體運(yùn)動是初速度 V0=0,加速度a= g的勻加速直線運(yùn)動，它只是勻變速直線運(yùn)動的特例。2 .自由落體運(yùn)動的規(guī)律自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動在V0= 0、a=g時的一個特例。所以勻變速直線運(yùn)動的基本公式以及推論都適用于自由落體運(yùn)動。基本規(guī)律勻變速直線運(yùn)動自由落體運(yùn)動V“q-!- ut. 1 r x=ror+-nrv2-v2ao 2gh自由落體的運(yùn)動規(guī)律L速度與時何美系式V( = at 一%=單2

6、.位移與時間關(guān)系式X - "以 一 - glV23 . 推論 1 1 vf2 2心 t = 2fffi推論2：位移q平均速度關(guān)系式h二匕2推論3：中間時刻速度匕一*=v/2推論4； M="工4 .關(guān)于自由落體運(yùn)動的幾個比例關(guān)系式(1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，第 n s末速度之比vi ： V2 ： V3 ：v-1 ： 2 ： 3 ：n;(2)前1 s內(nèi)，前2 s內(nèi)，前3 s內(nèi)，前 n s內(nèi)的位移之比 hi ： h2 ： h3 ：hn=1 ： 4 ： 9 ：n2;連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比hi ： hn ： hm ：hN= 1 ： 3 ： 5 ：(2 n- 1);(4

7、)連續(xù)相等位移所用時間之比t1 ： t2 ： t3 ：tn=1 ： ( 42 1) ：(43 42)：( >/n-n- 1).自由落體運(yùn)動的應(yīng)用L測高度s = arh = -f22石比如潮一口井的深度測樓歷的高度等等口【典型例題】【例題2】從離地500 m 的空中，自由落下一個小球，取 g = 10 m/s 2,求:1) ) 經(jīng)過多少時間落到地面；(2)從開始落下的時刻起，在第1 s內(nèi)的位移、最后1 s內(nèi)的位移；（3）落下一半時間的位移。（1）內(nèi)自由落體運(yùn)動公式h二1% ；2x?00=JS-1(K1 足 * 10（2）第1s內(nèi)的位移力1 一：承；一：（10（111=浙】1 工陽卷內(nèi)的位移

8、用=；"=gxlOx 9JmM05m最后Is內(nèi)的位移= A /tj = 500m - 405m = 95m（3）落下一半時間的位移，也就是自由落體運(yùn)動 5s內(nèi)物體的位移,1.212h4gt410 5 m=125m22【針對訓(xùn)練】1991年5月15日北京晚報，報道了一位青年奮勇接住從15層高樓窗口跌出的孩子的動1.3 s ,請你估算人事跡。設(shè)每層樓的高度是2.8 m ,這位青年從他所在的地方?jīng)_到樓下需要的時間是一下他要接住孩子，至少允許他有多長的反應(yīng)時間？（g取10 m/s 2 ）（解析】小孩下落的高度r= 15X2,8m = 42m由自由落體運(yùn)動公式八二三靖 誣 （2x42算出小依卜

9、落的時間，=4 1=AjE Z/ g V 10則至多允許這位青年的反應(yīng)時間為/ 1 三 2.9s L3s 三 L6y &【答案】1&【典型例題】【例題3】屋檐滴水，每隔相等的時間積成一滴水下落，當(dāng)?shù)谝坏温涞貢r，第 6滴剛好形成，觀察到第5、 6滴距離約為1 m,估算房檐的高度（取g = 10 m/s 2） .【解析】方法1:設(shè)任意兩滴水滴之間的時間間隔相等，設(shè)為 T,觀察到第5、6滴（第6滴剛好形成）距離約為h=13由自由落體運(yùn)動公式設(shè)屋檐的高度為 H,由題意知,1212Hgt210 (5 0.45)2m 25m22【解析】方法2:利用初速度為零的勻變速直線運(yùn)動在第1營內(nèi)、第W

10、 5內(nèi)、第門內(nèi)，第2內(nèi)的位蹊之比為x ： 二 ；二應(yīng)=二1： 3： 5 ： . ： （2? 1）.所以品5、4、3、2、1管水滴間的距離之比為工t :勺:皿3： 5: 7: 9,因為 匐 = lm所以 H=（l+3 + 5+了+ g、m=W：iu,1滴離開水龍頭時開始計【針對訓(xùn)練】 滴水法測重力加速度的過程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下二方的盤子里，調(diào) 整水龍頭，讓一滴水滴到盤子時，有一滴恰好離開水龍頭，空中還有一滴.從第h,求重力加速度.時，到第n滴落到盤中為止，總共用時間為t,用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為放棄很簡單，但你堅持到底的樣子一定很酷!6【解析】 這道題建立物理模

11、型非常關(guān)鍵！空中有三滴水，第一滴剛落到盤中，第二滴水在空中某一位置,第三滴水剛好下落，示意圖如圖所示.任意兩滴水滴之間的時間間隔相等，設(shè)為T,則12h 2 g(2T)當(dāng)?shù)趎滴水落在盤中時，第（n+2）滴剛離開水龍頭；從第 1滴離開水龍頭時開始計時，到第n滴落到盤中為止，實際上就是從第 1滴離開水龍頭時開始計時，到第 （n+2）滴剛.離開水龍頭為止，共有（n+1）個時間間隔，則（n+1）T= t,所以重力加速度(n 1)2hg 2t2特別提醒 自由落體中的滴水模型滴水是常見的生活現(xiàn)象. 在自由落體運(yùn)動的學(xué)習(xí)中， 研究水滴的自由下落問題比較常見，可歸結(jié)為“滴水”多個水滴進(jìn)行分析求解. “滴水”模型

12、.對“滴水”問題的分析，應(yīng)根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律，對單個或 問題可以歸結(jié)為以下幾種情況.【典型例題】【例題3】從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動經(jīng)過的時間叫反應(yīng)時間.兩位同學(xué)合作，用刻度尺測得人的反應(yīng)時間:如圖所示，甲握住尺的上端，乙在尺的下部做握尺的準(zhǔn)備(但不與尺接觸)，當(dāng)看到甲放開手時，乙立即.握住尺，若乙做握尺準(zhǔn)備 ,時，手指位置如圖乙所示，而握住尺時的位置如圖丙所示，由此測得乙的反應(yīng)時間約為()A. 2.0 sB. 0.30 sC. 0.10 sD . 0.04 s【答案】 B【解析】反應(yīng)時間就是直尺自由下落的時間，應(yīng)用自由落體運(yùn)動的規(guī)律即可求解.根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律2X0.40勺-9.8- 30 s1:將 x= (60.0 20.0) cm =0.40 m , g 取 9.8 °m/s2 代入得 t =【針對訓(xùn)練】 某物體做自由落體運(yùn)動，從起點起向下將其分成三段，使物體通過三段位移的時間之比為2) 3,則此三段位移之比是()A.1:1:1B. 1:3: 5C.1 :4:9D. 1:8: 27【答案】D【解析】