2024屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)：第二章　4　自由落體運動 學(xué)生版

4自由落體運動知識深化1．自由落體運動的條件：(1)(2)2．自由落體運動是一種的運動模型，實際物體在空中下落時若空氣阻力，物體的運動可看成自由落體運動．例1關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是()A．做自由落體運動的物體不受任何外力B．自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動C．只在重力作用下的豎直向下的運動就是自由落體運動D．在自由落體運動過程中，質(zhì)量不同的物體運動規(guī)律不同二、自由落體運動的實驗探究1．實驗器材打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺、幾個質(zhì)量不同的重物、夾子、交流電源、毫米刻度尺．2．探究過程(1)按如圖所示將打點計時器豎直固定在鐵架臺上，連接好電路．(2)使紙帶穿過兩個限位孔，下端用夾子夾住連到重物上，讓重物靠近打點計時器．(3)用手捏住紙帶上端把紙帶拉成豎直狀態(tài)，啟動打點計時器，放開紙帶讓重物自由下落，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，重物落地后立刻關(guān)閉電源．(4)改變重物的質(zhì)量，重復(fù)幾次上面的實驗，選取一條點跡清晰的紙帶進(jìn)行處理．3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)用刻度尺測量打點計時器在紙帶上打出的點之間的距離．(2)用vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)求出各點的速度，作v－t圖像，圖像應(yīng)為一條過原點的傾斜直線．(3)根據(jù)v－t圖像的斜率求加速度或根據(jù)Δx＝aT2計算加速度．4．實驗結(jié)論自由落體運動是初速度為零、加速度恒定(約為9.8m/s2，與物體的質(zhì)量無關(guān))的勻加速直線運動．例2如圖甲所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測得自由落體加速度．(1)所需器材有：電磁打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需(填字母代號)．A．直流電源 B．天平及砝碼C．8V交變電源 D．毫米刻度尺(2)已知電磁打點計時器的工作頻率為50Hz，實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E是打點計時器連續(xù)打出的點，圖中四個數(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D時重物的速度大小為m/s.重物的加速度大小為_______m/s2.該實驗中測得的自由落體加速度的值偏小，其主要原因是.三、自由落體加速度1．自由落體加速度的方向豎直向下2．自由落體加速度的大小(1)在同一地點，重力加速度都相同，與物體的質(zhì)量、大小等因素均無關(guān)．(2)與在地球上的緯度有關(guān)①在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大．②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．(3)一般計算中g(shù)取9.8m/s2，粗略計算中g(shù)取10m/s2.例3關(guān)于自由落體加速度，下列說法正確的是()A．物體的質(zhì)量越大，下落時加速度越大B．在同一高度同時由靜止釋放一大一小兩個金屬球，二者同時著地，說明二者運動的加速度相同，這個加速度就是當(dāng)?shù)氐淖杂陕潴w加速度C．北京的自由落體加速度比廣東的稍小D．以上說法都不對四、自由落體運動的規(guī)律1．運動性質(zhì)：初速度v0＝0、加速度a＝g的勻加速直線運動．2.v－t圖像是一條過原點的傾斜直線(如圖所示)，斜率k＝g.3．自由落體運動的基本公式勻變速直線運動規(guī)律eq\o(→,\s\up7(特例))自由落體運動規(guī)律eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(v＝v0＋at,x＝v0t＋\f(1,2)at2))eq\o(→,\s\up7(v0＝0),\s\do5(a＝g))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(v＝gt,x＝\f(1,2)gt2))勻變速直線運動的一切推論公式，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動的比例式，都適用于自由落體運動．例4(2022·永安一中月考)從離地面500m處自由落下一個小球，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，求：(1)小球落到地面需要的時間；(2)開始下落后第1s內(nèi)的位移大小和最后1s內(nèi)的位移大??；(3)下落時間為總時間一半時的位移大?。槍τ?xùn)練一小球從距地面某一高度處自由下落，落地時速度大小為20m/s，不計空氣阻力，自由落體加速度g＝10m/s2，則下列說法正確的是()A．小球落地時間為1sB．小球開始下落時距離地面的高度為10mC．小球在下落過程中的平均速度大小為20m/sD．小球在下落的最后1s內(nèi)的位移大小為15m考點一自由落體運動與自由落體加速度2．(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，輕石塊與重石塊做自由落體運動的加速度是相同的D．緯度越低的地方，重力加速度g值越小3．(多選)下圖中可以表示物體做自由落體運動的是()考點二自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用4．在某靜止的塔吊頂上操作工人不小心掉落一串鑰匙，忽略空氣對鑰匙的作用力，2s末鑰匙落地，重力加速度g＝10m/s2，則塔吊頂離地面的高度約為()A．20m B．25mC．40m D．45m5．物體從某一高度自由落下，到達(dá)地面時的速度與在一半高度時的速度之比是()A.eq\r(2)∶2 B.eq\r(2)∶1C．2∶1 D．4∶16．(2022·霍林郭勒市第一中學(xué)高二階段練習(xí))一物體從H高處自由下落，經(jīng)時間t落地，則當(dāng)它下落eq\f(t,2)時，離地面的高度為()A.eq\f(H,2) B.eq\f(H,4)C.eq\f(3,4)H D.eq\f(\r(3),2)H7.(2022·安徽省宣城中學(xué)高一階段練習(xí))人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動所用的時間叫反應(yīng)時間．如圖，同學(xué)甲兩個手指捏住刻度尺一端，刻度尺零刻度線一端靠近地面，由于刻度尺零刻度處有破損，同學(xué)乙在刻度尺5cm刻度處做握尺準(zhǔn)備，且手的任何部位都與刻度尺不接觸．當(dāng)乙看到甲放手時，立即握住刻度尺，發(fā)現(xiàn)所握處刻度值為45cm，g取10m/s2，則同學(xué)乙的反應(yīng)時間約為()A．0.2sB．0.3sC．0.4sD．0.5s8．(2021·無錫市高一上期末質(zhì)量抽檢)某物體做自由落體運動，g取10m/s2，則()A．第2s內(nèi)的平均速度為10m/sB．第3s內(nèi)的位移為45mC．后一秒內(nèi)的位移總比前一秒內(nèi)的位移多5mD．后一秒內(nèi)的平均速度總比前一秒內(nèi)的平均速度大10m/s9．(2022·北京新學(xué)道臨川學(xué)校月考)從某一高度相隔1s釋放兩個相同的小球甲和乙，不計空氣阻力，則在空中任一時刻()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10．一名宇航員在某星球上完成自由落體運動實驗，讓一個質(zhì)量為1kg的小球從一定的高度自由下落，測得在第5s內(nèi)的位移是18m，則()A．小球在第2s末的速度是