21-22版 自由落體運(yùn)動(dòng)

1、4自由落體運(yùn)動(dòng)第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究1.知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件，知道自由落體加速度的 大小和方向.2.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能解決相關(guān)實(shí)際問題.3.會(huì)通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，測(cè)量自由落體加速度.【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【內(nèi)容索引】梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)課時(shí)對(duì)點(diǎn)練SHULIJIAOCAI HANGSHIJICHU梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)1一、自由落體運(yùn)動(dòng)1.定義：物體只在 作用下從 開始下落的運(yùn)動(dòng).2.物體的下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：空氣阻力的作用 ，可以 .重力靜止比較小忽略二、自由落體加速度1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都 ，這個(gè)加速度叫作自由落體加速度，也叫作

2、 ，通常用g表示.2.方向： .3.大小(1)在地球表面，g值隨緯度的增大而逐漸 .(2)一般取值：g 或g .相同重力加速度豎直向下增大10 m/s29.8 m/s2三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為 的 運(yùn)動(dòng).2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都 自由落體運(yùn)動(dòng).3.自由落體運(yùn)動(dòng)的速度、位移與時(shí)間的關(guān)系式：v ，x .0勻加速直線適用于gt1.判斷下列說法的正誤.(1)重的物體總是比輕的物體下落得快.()(2)在空氣中由靜止釋放的物體都做自由落體運(yùn)動(dòng).()(3)物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).()(4)自由落體加速度的方向垂直地面向下.()(5)自

3、由落體運(yùn)動(dòng)在1 s內(nèi)速度增加約9.8 m/s.()(6)在同一地點(diǎn)，輕重不同的物體的g值一樣大.()即學(xué)即用2.在同一地點(diǎn)，質(zhì)量為2m的物體A從高h(yuǎn)處自由下落，質(zhì)量為m的物體B從高 h處自由下落，不計(jì)空氣阻力，則A、B兩物體下落的加速度之比為 ；下落時(shí)間之比為tAtB ；落地前瞬間的速度之比為vAvB .返回112121TANJIUZHONGDIAN TISHENGSUYANG探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)2導(dǎo)學(xué)探究一、自由落體運(yùn)動(dòng)與自由落體加速度如圖1所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得快，在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛下落快慢相同.(1)為什么物體下落快慢相同？圖1答案因?yàn)闆]有空氣阻力(2)

4、空氣中的落體運(yùn)動(dòng)在什么條件下可看作自由落體運(yùn)動(dòng)？答案空氣的阻力作用可以忽略知識(shí)深化1.自由落體運(yùn)動(dòng)的理解(1)條件：初速度為零；只受重力.(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：初速度v00、加速度ag的勻加速直線運(yùn)動(dòng).(3)vt圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(如圖2所示)，斜率kg.圖22.自由落體加速度(重力加速度)的理解(1)方向：豎直向下.(2)大小：在同一地點(diǎn)，重力加速度都相同，與物體的質(zhì)量、大小等因素均無關(guān).與在地球上的緯度有關(guān)a.在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大.b.赤道處重力加速度最小，兩極處重力加速度最大，但差別不大.一般計(jì)算中g(shù)取9.8 m/s2，粗略計(jì)算中g(shù)取10 m/s2.深度思考1.蘋

5、果樹上掉落的蘋果能否看成是自由落體運(yùn)動(dòng)？被風(fēng)吹落的樹葉呢？答案蘋果的運(yùn)動(dòng)可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)，樹葉則不能.2.在實(shí)際生活中，什么情況下物體的運(yùn)動(dòng)可看成自由落體運(yùn)動(dòng)？答案自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型，實(shí)際物體在空中下落時(shí)若空氣阻力可以忽略，物體的運(yùn)動(dòng)可看成自由落體運(yùn)動(dòng).例1(2021淮安市六校高一上第二次學(xué)情調(diào)查)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是A.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體不受任何外力B.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.只在重力作用下的豎直向下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)D.在自由落體運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)量不同的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同例2(多選)關(guān)于自由落體加速度，下列說法正確的是A.物體的質(zhì)量越

6、大，下落時(shí)加速度就越大B.在同一高度同時(shí)由靜止釋放一大一小兩個(gè)金屬球，二者同時(shí)著地，說 明二者運(yùn)動(dòng)的加速度相同，這個(gè)加速度就是當(dāng)?shù)氐淖杂陕潴w加速度C.北京的自由落體加速度為9.8 m/s2，說明在北京做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體 每經(jīng)過1 s速度增加9.8 m/sD.北京和深圳的自由落體加速度方向都豎直向下解析自由落體運(yùn)動(dòng)是忽略空氣阻力的運(yùn)動(dòng)，無論質(zhì)量大小，下落時(shí)加速度都是g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在同一高度釋放的金屬球受到的空氣阻力遠(yuǎn)小于金屬球的重力，金屬球做自由落體運(yùn)動(dòng)，故金屬球運(yùn)動(dòng)的加速度為當(dāng)?shù)刈杂陕潴w加速度，選項(xiàng)B正確；加速度等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，當(dāng)?shù)刈杂陕潴w加速度為9.8 m/s2，則物體在該處

7、自由下落的過程中，每秒速度都增加9.8 m/s，選項(xiàng)C正確；地球表面各處的自由落體加速度值大小略有差別，但其方向均豎直向下，選項(xiàng)D正確.二、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.自由落體運(yùn)動(dòng)的基本公式2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切推論公式，如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例式，都適用于自由落體運(yùn)動(dòng).例3(2021永安一中月考)從離地面500 m處自由落下一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2，求：(1)小球落到地面需要的時(shí)間；答案10 s(2)開始下落后第1 s內(nèi)的位移大小和最后1 s內(nèi)的位移大??；答案5 m95 m解析第1 s內(nèi)的位移前9 s內(nèi)的位移最后1 s內(nèi)的位移x

8、xx9500 m405 m95 m.(3)下落時(shí)間為總時(shí)間一半時(shí)的位移大小.答案125 m針對(duì)訓(xùn)練(2021無錫市高一上期末質(zhì)量抽檢)某物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2，則A.第2 s內(nèi)的平均速度為10 m/sB.第3 s內(nèi)的位移為45 mC.后一秒內(nèi)的位移總比前一秒內(nèi)的位移多5 mD.后一秒內(nèi)的平均速度總比前一秒內(nèi)的平均速度大10 m/s解析由平均速度公式知第2 s內(nèi)的平均速度 v1.5g1.5 s15 m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由位移比關(guān)系可知x1x315，x1 gt25 m，所以第3 s內(nèi)的位移為25 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由xgt2得，后一秒位移比前一秒位移多10 m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；平均速度等

9、于時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度，那么前一秒的中間時(shí)刻與后一秒的中間時(shí)刻的時(shí)間差為1 s，即后一秒內(nèi)的平均速度總比前一秒內(nèi)的平均速度大10 m/s，選項(xiàng)D正確.三、自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究1.實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)、幾個(gè)質(zhì)量不同的重物、夾子、交流電源、毫米刻度尺.圖32.探究過程(1)按如圖3所示將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，連接好電路.(2)使紙帶穿過兩個(gè)限位孔，下端用夾子夾住連到重物上，讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.(3)用手捏住紙帶上端把紙帶拉成豎直狀態(tài)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開紙帶讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，重物落地后立刻關(guān)閉電源.(4)改變重物的質(zhì)量，重復(fù)幾

10、次上面的實(shí)驗(yàn)，選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行處理.3.數(shù)據(jù)處理(1)用刻度尺測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)之間的距離.(2)用vn 求出各點(diǎn)的速度，作vt圖像，圖像應(yīng)為一條過原點(diǎn)的傾斜直線.(3)根據(jù)vt圖像的斜率求加速度或根據(jù)xaT2計(jì)算加速度.4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度恒定(約為9.8 m/s2，與物體的質(zhì)量無關(guān))的勻加速直線運(yùn)動(dòng).例4如圖4所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測(cè)定自由落體加速度.(1)所需器材有：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需 (填字母代號(hào)).A.直流電源 B.天平及砝碼C.

11、8 V交流電源 D.毫米刻度尺圖4CD解析電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接8 V交流電源.自由落體加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，所以不需要天平和砝碼.計(jì)算速度需要測(cè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，需要毫米刻度尺，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確.(2)已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖5所示，A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的點(diǎn)，圖中四個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應(yīng)改為_ cm；在打下點(diǎn)D時(shí)重物的速度大小為 m/s.重物的加速度大小為 m/s2.該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的自由落體加速度的值偏小，其主要原因是_ .圖52.001.482 59.625實(shí)驗(yàn)中存在摩擦力及空氣的阻力解析用毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，

12、測(cè)量結(jié)果要求估讀到最小刻度的下一位，這四個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是2.0 cm，應(yīng)改為2.00 cm.A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的點(diǎn)，因此相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T0.02 s；由于重物下落的過程中不可避免地存在摩擦力及空氣的阻力，因此所測(cè)自由落體加速度的值比實(shí)際值要小.返回KE SHI DUI DIAN LIAN課時(shí)對(duì)點(diǎn)練3考點(diǎn)一自由落體運(yùn)動(dòng)與自由落體加速度1.下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法正確的是A.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.從豎直上升的熱氣球吊籃中掉下的物體的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)C.在空氣中下落的雪花的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D.只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)必定是自由落

13、體運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練12345678910111213解析自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；從豎直上升的熱氣球吊籃中掉下來的物體具有向上的初速度，所以不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；在空氣中下落的雪花受到的空氣阻力不能忽略不計(jì)，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；只在重力作用下但初速度不為零的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.123456789101112132.(多選)下列關(guān)于重力加速度的說法正確的是A.重力加速度g是標(biāo)量，只有大小，沒有方向B.在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的，但差別不大C.在地球上同一地點(diǎn)，輕石塊與重石塊做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是相同的D.緯度越低的地方

14、，重力加速度g值越小123456789101112解析重力加速度是矢量，方向總是豎直向下.地球上同一地點(diǎn)，一切物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度都是相同的，地球上不同地方g的大小一般是不同的，但差別不大，緯度越低的地方，g值越小.故選B、C、D.133.(多選)下圖中可以表示物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的是12345678910111213解析自由落體運(yùn)動(dòng)的速度公式為vgt，可知t0時(shí)v0，且v與t成正比，故A錯(cuò)誤，B正確.自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度恒為g，故C正確.由自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式x gt2可知，x與t2成正比關(guān)系，故D錯(cuò)誤.12345678910111213考點(diǎn)二自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用4.甲物體的質(zhì)量是乙

15、物體的3倍，它們同時(shí)從同一地點(diǎn)由靜止下落，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是A.甲比乙先著地B.下落過程中，甲比乙的加速度大C.著地時(shí)，甲比乙速度大D.下落過程中，兩者始終有相同的位移123456789101112135.用如圖1所示的方法可以測(cè)出一個(gè)人的反應(yīng)時(shí)間，設(shè)直尺從靜止開始自由下落，到直尺被受測(cè)者抓住，直尺下落的距離為h，受測(cè)者的反應(yīng)時(shí)間為t，則下列說法正確的是圖1123456789101112136.一個(gè)石子從高處釋放，做自由落體運(yùn)動(dòng)，已知它在第1 s內(nèi)的位移大小是L，則它在第3 s內(nèi)的位移大小是A.3L B.5L C.7L D.9L123456789101112解析石子做自由落體運(yùn)動(dòng)

16、，自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在第1 s、第2 s、第3 s內(nèi)的位移之比為135；已知石子在第1 s內(nèi)的位移大小是L，則它在第3 s內(nèi)的位移大小是5L，故B正確.137.(多選)(2020合肥市六校高一聯(lián)考)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是A.紙片由靜止釋放，在空氣中下落不能視為自由落體運(yùn)動(dòng)B.自由落體運(yùn)動(dòng)在開始連續(xù)的三個(gè)1 s末的速度之比為123C.豎直方向上只要滿足連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移x1x2x3135 的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)D.地球表面上物體自由落體加速度隨緯度升高而增大123456789101112138.2018年11月27日凌晨4時(shí)許，

17、洞察號(hào)探測(cè)器成功登陸火星，假設(shè)未來的某一天，宇航員在火星上距地面18 m高處由靜止釋放一重物，測(cè)得重物經(jīng)過3 s落到火星表面，則下列說法正確的是A.火星表面的重力加速度大小為4 m/s2B.重物落地時(shí)的速度大小為8 m/sC.重物落地前的1 s內(nèi)位移大小為8 mD.重物下落過程中，任意相鄰1 s內(nèi)的位移之差為2 m123456789101112139.(2020安慶市高一期末)一小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，在落地前1 s內(nèi)下降的高度為25 m，取g10 m/s2，則小球開始下落時(shí)距地面的高度為A.45 m B.50 m C.60 m D.80 m能力提升練1234567891011121310.(20

18、20北京新學(xué)道臨川學(xué)校月考)從某一高度相隔1 s釋放兩個(gè)相同的小球甲和乙，不計(jì)空氣阻力，則在空中任一時(shí)刻A.甲、乙兩球距離越來越大，甲、乙兩球速度之差越來越大B.甲、乙兩球距離始終保持不變，甲、乙兩球速度之差保持不變C.甲、乙兩球距離越來越大，但甲、乙兩球速度之差保持不變D.甲、乙兩球距離越來越小，甲、乙兩球速度之差越來越小1234567891011121311.一個(gè)物體從45 m高處自由下落(空氣阻力不計(jì)，g10 m/s2)，求：(1)物體下落所用的時(shí)間；123456789101112答案3 s13(2)前2 s內(nèi)物體的平均速度大??；123456789101112答案10 m/s13(3)物

19、體下落最后1 s內(nèi)的位移大小.123456789101112答案25 m解析最后1 s內(nèi)下落的位移為總的位移減去前2 s內(nèi)的位移，前2 s內(nèi)的位移為：h120 m所以最后1 s內(nèi)的位移為hhh145 m20 m25 m.1312.頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段.在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置.如圖2是小球在沒有阻力時(shí)自由下落的頻閃照片，頻閃儀每隔0.04 s閃光一次.(照片中的數(shù)字是小球距起落點(diǎn)的距離，單位：cm)(1)試判斷小球的運(yùn)動(dòng)是否是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？(請(qǐng)說出判斷依據(jù))123456789101112答案見解析圖213解析是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樵谡`差允許范圍內(nèi)小球在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為定值.123456789