2018-2019高中物理 第二章 探究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)案 粵教版必修1.doc

《2018-2019高中物理 第二章 探究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)案 粵教版必修1.doc》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第二章 探究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第一節(jié) 探究自由落體運(yùn)動(dòng) 第二節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)案 粵教版必修1.doc（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第一節(jié)探究自由落體運(yùn)動(dòng)第二節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道自由落體運(yùn)動(dòng)的條件、性質(zhì)和特點(diǎn).2.會(huì)分析記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的紙帶或頻閃照片上的運(yùn)動(dòng)信息.3.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，知道在地球不同地方重力加速度大小不同.一、探究自由落體運(yùn)動(dòng)1.落體運(yùn)動(dòng)的思考(1)亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)：重的物體比輕的物體下落得快.(2)伽利略的觀(guān)點(diǎn)：物體下落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān).2.自由落體運(yùn)動(dòng)(1)定義物體僅在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng).(2)自由落體運(yùn)動(dòng)具備兩個(gè)特征初速度為零；只受重力.(3)實(shí)驗(yàn)探究將一系有紙帶的重物從一定的高度自由下落，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過(guò)程.分析紙帶上記錄的運(yùn)動(dòng)信息，可以找到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.二、自由落體運(yùn)動(dòng)的猜想和驗(yàn)證1.猜想自由落體運(yùn)動(dòng)是否是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).2.驗(yàn)證根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，一是利用測(cè)量得到的位移和時(shí)間數(shù)據(jù)，由sat2求出自由落體運(yùn)動(dòng)在各段的重力加速度，看是否相等來(lái)驗(yàn)證；二是求出做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在不同時(shí)刻的速度，作出vt圖象，進(jìn)行驗(yàn)證.三、自由落體加速度1.定義：自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，稱(chēng)為自由落體加速度，也叫重力加速度，用g表示.2.方向：重力加速度的方向總是豎直向下的.3.大?。涸谕坏攸c(diǎn)，一切物體的重力加速度都相同，在地球上不同的地方，g值是不同(填“相同”或“不同”)的，但差別不大.1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)在空氣中自由釋放的物體都做自由落體運(yùn)動(dòng).()(2)物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).()(3)自由落體加速度的方向垂直地面向下.()(4)伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察與計(jì)算，直接得到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.()2.一物體從塔頂做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3 s落地，取g10 m/s2，則物體落地時(shí)的速度v_m/s，方向_；塔高H_m.答案30豎直向下45一、自由落體運(yùn)動(dòng)和自由落體加速度某實(shí)驗(yàn)小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄物體自由下落的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，得到一條如圖1甲所示的紙帶.其中，A是打出的第1個(gè)點(diǎn).由紙帶上的數(shù)據(jù)可以看出，在相同時(shí)間內(nèi)物體的位移變大，即物體的速度增大.據(jù)此猜測(cè)自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，為了驗(yàn)證這一猜測(cè)，請(qǐng)做以下工作：(已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz)(1)求出B、C、D、E、F點(diǎn)的瞬時(shí)速度；(2)在圖乙坐標(biāo)系中作出物體下落的vt圖象；(3)根據(jù)圖象作出判斷，并求出物體下落過(guò)程的加速度.甲乙圖1答案(1)自由落體運(yùn)動(dòng)v00勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)平均速度公式由得vt22計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB m/s0.19 m/svC m/s0.385 m/svD m/s0.577 m/svE m/s0.768 m/svF m/s0.96 m/s(2)作出vt圖象如圖.(3)因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，所以自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).根據(jù)vt圖象的斜率求得加速度a9.60 m/s2(由于有空氣阻力和摩擦阻力的作用，測(cè)得的加速度比自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度偏小).1.自由落體運(yùn)動(dòng)(1)自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是初速度v00，加速度ag的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例.(2)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型.只有當(dāng)空氣阻力比重力小得多，可以忽略時(shí)，物體的下落才可以當(dāng)做自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)處理.(3)運(yùn)動(dòng)圖象：自由落體運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，斜率kg.2.自由落體加速度(重力加速度)(1)方向：總是豎直向下，但不一定垂直地面；(2)大?。涸谕坏攸c(diǎn)，重力加速度都相同.地球上緯度不同的地點(diǎn)重力加速度不同，其大小隨緯度的增加而增大，赤道上最小，兩極處最大，但各處的重力加速度都接近9.8 m/s2，因此一般計(jì)算中g(shù)取9.8 m/s2或10 m/s2.例1(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)及重力加速度的說(shuō)法，正確的是()A.自由落體運(yùn)動(dòng)不受任何外力的作用B.熟透的蘋(píng)果從樹(shù)枝開(kāi)始自由下落的運(yùn)動(dòng)可視為自由落體運(yùn)動(dòng)C.同一地點(diǎn)，輕重物體的g值一樣大D.g值在赤道處大于在北極處答案BC解析物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是初速度為零且只受重力作用，A錯(cuò)；熟透的蘋(píng)果在下落過(guò)程中雖受空氣阻力作用，但該阻力遠(yuǎn)小于它的重力，可以忽略該阻力，故可將該過(guò)程視為自由落體運(yùn)動(dòng)，B對(duì)；同一地點(diǎn)，重力加速度都相同，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，C對(duì)；赤道處g值小于北極處，D錯(cuò).例2關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A.質(zhì)量大的物體自由下落時(shí)的加速度大B.雨滴下落的過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng)C.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(dòng)D.從二樓陽(yáng)臺(tái)由靜止釋放的石塊，可近似看做自由落體運(yùn)動(dòng)答案D解析自由下落的物體的加速度相同，都是重力加速度g，A錯(cuò)誤；雨滴下落過(guò)程中的空氣阻力不能忽略，B錯(cuò)誤；從水平飛行著的飛機(jī)上釋放的物體不是從靜止開(kāi)始下落即初速度不為零，C錯(cuò)誤；從二樓陽(yáng)臺(tái)由靜止釋放的石塊，重力遠(yuǎn)大于阻力，可近似看做自由落體運(yùn)動(dòng)，D正確.二、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.速度公式：vtgt.2.位移公式：sgt2.例3從離地面500 m的空中自由落下一個(gè)小球，取g10 m/s2，求：(1)小球落到地面所用的時(shí)間；(2)自開(kāi)始下落計(jì)時(shí)，小球在第1 s內(nèi)的位移、最后1 s內(nèi)的位移.(3)最后1 s的初速度.答案(1)10 s(2)5 m95 m(3)90 m/s解析由s500 m和自由落體加速度，根據(jù)位移公式可直接算出落地所用時(shí)間，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，可算出第1 s內(nèi)的位移.最后1 s內(nèi)的位移是下落總位移和前(n1) s下落位移之差.(1)由sgt2得落地所用時(shí)間：t s10 s.(2)第1 s內(nèi)的位移：s1gt121012 m5 m因?yàn)閺拈_(kāi)始運(yùn)動(dòng)起前9 s內(nèi)的位移為s9gt921092 m405 m所以最后1 s內(nèi)的位移為sss9500 m405 m95 m.(3)最后1 s的初速度即下落9 s末的速度，vtgt9109 m/s90 m/s例4一個(gè)小球從s高處自由落下，經(jīng)過(guò)最后200 m所用的時(shí)間是4 s，求高度s和小球下落s所用的總時(shí)間T.(g取10 m/s2，空氣阻力不計(jì))答案7 s245 m解析根據(jù)題意畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示，其中t4 s，s200 m.根據(jù)自由落體公式得：sgT2，ssg(Tt)2代入數(shù)據(jù)解得：s245 m，T7 s.1.(重力加速度及自由落體運(yùn)動(dòng)的理解)(多選)在忽略空氣阻力的情況下，讓一輕一重的兩塊石塊從同一高度同時(shí)自由下落，則關(guān)于兩塊石塊的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是()A.重的石塊落得快，先著地B.輕的石塊落得快，先著地C.在著地前的任一時(shí)刻，兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度D.兩塊石塊在下落時(shí)間段內(nèi)的平均速度相等答案CD解析兩石塊都做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同且具有相同的加速度，由于從同一高度下落，落地時(shí)間必然相同，故A、B錯(cuò)誤.因h、t相同，故必相同，D正確.由vgt和sgt2可知，C正確.2.(自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)某人估測(cè)一豎直枯井深度，從井口由靜止釋放一石頭并開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)2 s聽(tīng)到石頭落地聲，由此可知井深約為(不計(jì)聲音傳播時(shí)間，重力加速度g取10 m/s2)()A.10 m B.20 m C.30 m D.40 m答案B解析已知初速度為0、加速度ag10 m/s2、時(shí)間t2 s 這三個(gè)物理量，所以直接應(yīng)用位移公式sgt21022 m20 m，由此可知井深約為20 m.3.(自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)一物體從H高處自由下落，經(jīng)時(shí)間t落地，則當(dāng)它下落時(shí)，離地的高度為(不計(jì)空氣阻力)()A. B. C. D.答案C解析根據(jù)sgt2，下落高度與時(shí)間的平方成正比，所以下落時(shí)，下落高度為，離地高度為.4.(自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)一顆自由下落的小石頭，經(jīng)過(guò)某點(diǎn)時(shí)的速度是10 m/s，經(jīng)過(guò)另一點(diǎn)時(shí)的速度為30 m/s，求經(jīng)過(guò)這兩點(diǎn)的時(shí)間間隔和兩點(diǎn)間的距離.(不計(jì)空氣阻力，g10 m/s2)答案2 s40 m解析根據(jù)速度公式vtgt得t1 s1 s，t2 s3 s所以tt2t12 s根據(jù)位移公式sgt2得s1gt121012 m5 ms2gt221032 m45 m則ss2s140 m一、選擇題考點(diǎn)一自由落體運(yùn)動(dòng)和自由落體加速度1.(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A.初速度為零的豎直向下的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)B.只在重力作用下的豎直向下的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)C.自由落體運(yùn)動(dòng)在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度變化量相等D.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(xiàn)運(yùn)動(dòng)答案CD解析選項(xiàng)A中，豎直向下的運(yùn)動(dòng)，有可能受到空氣阻力或其他力的影響，下落的加速度不等于g，這樣就不是自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B中，物體有可能具有初速度，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，因自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度恒定，由加速度a可知，vgt，所以若時(shí)間相等，則速度的變化量相等，故選項(xiàng)C正確；選項(xiàng)D可根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判定是正確的.【考點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)【題點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)的理解2.小明發(fā)現(xiàn)從核桃樹(shù)上同一高度一顆核桃和一片樹(shù)葉同時(shí)從靜止落下，下列說(shuō)法正確的是()A.核桃和樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)都是自由落體運(yùn)動(dòng)B.核桃先落地是由于核桃受到的重力較大C.核桃和樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)D.假如地球上沒(méi)有空氣，核桃和樹(shù)葉會(huì)同時(shí)落地答案D解析從樹(shù)上落下的核桃所受阻力相對(duì)重力來(lái)說(shuō)很小，可看成自由落體運(yùn)動(dòng)，而從樹(shù)上落下的樹(shù)葉所受阻力相對(duì)重力來(lái)說(shuō)較大，不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)，A、B、C錯(cuò)誤.假如地球上沒(méi)有空氣，則核桃和樹(shù)葉不受空氣阻力，都做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落快慢相同，同時(shí)落地，D正確.【考點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)【題點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)的理解3.(多選)下列關(guān)于重力加速度的說(shuō)法正確的是()A.重力加速度g是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向B.在地球上不同地方，g的大小是不同的，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，重力加速度g值越小答案BCD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)的加速度都相同，地球上不同地方g的大小是不同的，但差別不大，緯度越低的地方，g值越小.故正確選項(xiàng)為B、C、D.考點(diǎn)二自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用4.一個(gè)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，下落速度vt隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，其中正確的是()答案D解析自由落體運(yùn)動(dòng)的速度vtgt，g是常數(shù)，故下落速度vt與時(shí)間t成正比，D正確.5.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在月球表面：(1)沒(méi)有空氣；(2)重力加速度約為地球表面的；(3)沒(méi)有磁場(chǎng).若宇航員登上月球后在空中從同一高度同時(shí)由靜止釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其他星球?qū)υ虑虻挠绊?，下列說(shuō)法正確的是()A.氫氣球?qū)⒓铀偕仙U球自由下落B.氫氣球和鉛球都處于靜止?fàn)顟B(tài)C.氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落地D.氫氣球和鉛球都將下落，且同時(shí)落地答案D解析自由落體運(yùn)動(dòng)是從靜止開(kāi)始、只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，自由落體運(yùn)動(dòng)必須同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)條件.故在月球上由靜止釋放的物體做自由落體運(yùn)動(dòng).因氫氣球與鉛球由同一高度同時(shí)釋放，根據(jù)sg月t2，知它們同時(shí)落地，D正確.6.空降兵從飛機(jī)上跳傘時(shí)，為了保證安全著陸，著陸前最后階段降落傘勻速下落的速度約為6 m/s.空降兵平時(shí)模擬訓(xùn)練時(shí)，經(jīng)常從高臺(tái)上跳下，則訓(xùn)練用高臺(tái)的合適高度約為(g取10 m/s2)()A.0.5 m B.1.0 mC.1.8 m D.5.0 m答案C7.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)直尺從開(kāi)始自由下落，到直尺被受測(cè)者抓住，直尺下落的距離為s，受測(cè)者的反應(yīng)時(shí)間為t，則下列說(shuō)法正確的是(不計(jì)空氣阻力)()圖1A.ts B.t C.t D.ts2答案C解析由sgt2得，t，因?yàn)樽杂陕潴w加速度g為常數(shù)，故t與s的平方根成正比，即t，C對(duì).8.雨滴自屋檐由靜止滴下，每隔0.2 s滴下一滴，第一滴落地時(shí)第六滴恰好剛要滴下，則此時(shí)第二滴雨滴下落的速度為(不計(jì)空氣阻力，g10 m/s2)()A.8 m/s B.7.84 m/sC.7.2 m/s D.7 m/s答案A解析由題意知，雨滴落到地面用時(shí)1 s，第二滴下落了t0.8 s，由vtgt知，vt8 m/s，故A正確.9.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)，鐵質(zhì)小球被電磁鐵吸附，斷開(kāi)電磁鐵的電源，小球自由下落，已知小球的直徑為0.5 cm，該同學(xué)從計(jì)時(shí)器上讀出小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為1.00103 s，則小球開(kāi)始下落的位置距光電門(mén)的距離為(不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2)()圖2A.1 m B.1.25 mC.0.4 m D.1.5 m答案B解析小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短，這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可看成瞬時(shí)速度，為5 m/s，由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知h1.25 m，選項(xiàng)B正確.10.(多選)一小球從空中由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力(g取10 m/s2).下列說(shuō)法正確的是()A.第2 s末小球的速度為20 m/sB.前2 s內(nèi)小球的平均速度為20 m/sC.第2 s內(nèi)小球的位移為10 mD.前2 s內(nèi)小球的位移為20 m答案AD解析小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，第2 s末小球的速度為vtgt102 m/s20 m/s，故A正確；前2 s內(nèi)小球的位移為s2gt2104 m20 m，前2 s內(nèi)小球的平均速度為 m/s10 m/s，故B錯(cuò)誤，D正確；第1 s內(nèi)小球的位移為s1gt12101 m5 m，故第2 s內(nèi)小球的位移為ss2s120 m5 m15 m，故C錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用【題點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)的比例式的應(yīng)用二、非選擇題11.(自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)如圖3所示，有一條豎直懸掛起來(lái)的長(zhǎng)為4.2 m的細(xì)桿AB，在桿的正下方離B端0.8 m的地方有一個(gè)水平放置的圓環(huán)C，若讓桿自由下落(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2).求：圖3(1)從桿下落開(kāi)始，上端A及下端B到達(dá)圓環(huán)所經(jīng)歷的時(shí)間；(2)AB桿通過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中所用的時(shí)間.答案(1)1.0 s0.4 s(2)0.6 s解析(1)桿做自由落體運(yùn)動(dòng)，桿的B端到達(dá)圓環(huán)的時(shí)間為tB，則sBgtB2，將sB0.8 m代入求得：tB0.4 s桿的A端到達(dá)圓環(huán)的時(shí)間為tA，則：sAgtA2將sA5.0 m代入求得：tA1.0 s.(2)桿通過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中所用的時(shí)間：ttAtB0.6 s.12.(自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)如圖4所示，一滴雨滴從離地面20 m高的樓房屋檐自由下落，下落途中用t0.2 s的時(shí)間通過(guò)一個(gè)窗口，窗口的高度為2 m，g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，問(wèn)：圖4(1)雨滴落地時(shí)的速度大小；(2)雨滴落地前最后1 s內(nèi)的位移大??；(3)屋檐離窗的上邊框有多高？答案(1)20 m/s(2)15 m(3)4.05 m解析(1)設(shè)雨滴自由下落時(shí)間為t，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式sgt2得t2 s.則雨滴落地時(shí)的速度vgt20 m/s.(2)雨滴在第1 s內(nèi)的位移為s1gt125 m則雨滴落地前后最后1 s內(nèi)的位移大小為s2ss115 m.(3)由題意知窗口的高度為s32 m，設(shè)屋檐距窗的上邊框?yàn)閟0，雨滴從屋檐運(yùn)動(dòng)到窗的上邊框所用時(shí)間為t0，則s0gt02.又s0s3g(t0t)2聯(lián)立解得s04.05 m.【考點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用【題點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)公式的應(yīng)用