第3章 第3節(jié) 勻變速直線運動實例——自由落體運動

1、.第3節(jié)勻變速直線運動實例自由落體運動學 習 目 標知 識 脈 絡1.知道自由落體運動的條件、特點、性質重點2知道自由落體運動是勻變速直線運動并知道重力加速度g.3掌握自由落體運動規(guī)律并能靈敏運用規(guī)律解決實際問題重點、難點4理解伽利略研究自由落體運動的思路和方法.自由落體運動的特點及加速度先填空1自由落體運動的特點1定義：物體只在重力作用下從靜止開場下落的運動2條件：物體的初速度為零物體只受重力作用3性質：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動2自由落體運動的加速度1重力加速度：物體自由下落時的加速度來自地球和物體之間的萬有引力，因此又稱為重力加速度符號是g，單位是m/s2.2方向：豎直向下

2、3大小：一般計算時，g取9.8_m/s2，估算時，g取10_m/s2.再判斷1在空氣中忽略空氣阻力的運動就是自由落體運動×2自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動3在同一地點，質量不同的物體，重力加速度不一樣×后考慮1將羽毛和金屬片這些不同的物體放入有空氣的玻璃管中，讓它們同時下落，下落的快慢不同，是什么原因造成的？【提示】物體在空氣中下落時，受自身重力和空氣阻力的影響，不同物體在空氣中下落的快慢不同，是因為所受空氣阻力的影響不同2輕、重不同的物體做自由落體運動時，下落一樣快嗎？重力加速度與物體的質量有關嗎？【提示】一樣快，在同一地點，不同物體的自由落體運動加速度都一樣，

3、與質量無關合作討論如圖3­3­1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一樣圖3­3­1討論1：只受重力作用時，物體下落快慢有什么規(guī)律【提示】物體下落快慢一樣討論2：空氣中的落體運動在什么條件下可看作自由落體運動？【提示】當空氣的阻力作用可以忽略時核心點擊1自由落體運動是一種理想化物理模型1物體在空中下落時總是或多或少地要受到空氣阻力的作用，嚴格地說，自由落體運動只能在沒有空氣的空間才能發(fā)生2生活中從靜止開場的落體運動，假設滿足空氣阻力遠小于重力的條件，物體的實際運動可近似看作自由落體運動這種理想化運動模

4、型的建立忽略了次要因素空氣阻力，突出了主要因素重力2自由落體運動的加速度1在同一個地點，所有做自由落體運動的物體的加速度都一樣2在地球外表上各處的重力加速度不同重力加速度隨緯度的增加而增大，赤道處的重力加速度最小3在地球外表上同一地點，重力加速度隨高度的增加而減小，在一般的高度內，可認為重力加速度的大小不變4重力加速度的方向總是豎直向下1關于自由落體運動，以下說法錯誤的選項是A物體豎直向下的運動一定是自由落體運動B自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動C物體只在重力作用下從靜止開場下落的運動叫自由落體運動D當空氣阻力的作用比較小且可以忽略不計時，物體自由下落可視為自由落

5、體運動【解析】自由落體運動是物體只在重力作用下從靜止開場下落的運動，它是一種初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動假設空氣阻力作用比較小，可以忽略不計，物體的自由下落也可以看成自由落體運動所以選項A錯，B、C、D正確【答案】A2關于自由落體運動，以下說法正確的選項是 【導學號：21862019】A質量大的物體做自由落體運動時的加速度大B從程度飛行著的飛機上釋放的物體將做自由落體運動C雨滴下落的過程是自由落體運動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動【解析】所有物體在同一地點的重力加速度相等，與物體的質量大小無關，應選項A錯誤；從程度飛行著的飛機上釋放的物體，由于慣性而具有程度

6、初速度，不是做自由落體運動，應選項B錯誤；雨滴下落的過程所受空氣阻力與速度大小有關，速度增大時阻力增大，雨滴的速度增大到一定值時，阻力與重力相比不可忽略，不能認為是自由落體運動，應選項C錯誤；水龍頭上滴落的水滴所受空氣阻力與重力相比可忽略不計，可認為只受重力作用，應選項D正確【答案】D3多項選擇關于重力加速度的說法中，正確的選項是 A重力加速度g是標量，只有大小沒有方向，通常計算中g取9.8 m/s2B在地面上不同的地方，g的大小不同，但它們相差不是很大C在地球上同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都一樣D在地球上的同一地方，離地面高度越大重力加速度g越小【解析】重力加速度是矢量，方向豎

7、直向下，與重力的方向一樣在地球外表，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右，所以選項A錯誤，選項B正確；在地球外表的同一地點，g的值都一樣，但隨著高度的增大，g的值逐漸變小，所以選項C、D正確【答案】BCD判斷下落物體的運動是否為自由落體運動的方法1假如題目中直接給出物體由靜止開場自由下落或忽略空氣阻力等提示條件時，可將下落的運動看成自由落體運動2對于有空氣阻力影響的落體運動，假如空氣阻力遠小于重力，可把物體的下落運動近似看作自由落體運動3假設只是給出的空氣阻力很小，那么不能認為物體由靜止開場的下落運動一定就是自由落體運動，因為可能重力也很小，空氣阻力不能忽略自 由 落 體

8、運 動 的 規(guī) 律先填空1自由落體的運動規(guī)律1速度公式：vtgt.2位移公式：hgt2.3速度與位移關系式：v2gh.2自由落體運動規(guī)律探究的回眸1亞里士多德的觀點：物體下落速度與重力成正比，即重物比輕物下落得快2伽利略關于自由落體運動規(guī)律的探究問題：推理否認了亞里士多德關于重物比輕物下落得快選填“快或“慢的論斷猜測：自由落體運動是勻變速直線運動數學推理：假如加速度為常數，落體的位移h與下落時間的二次方，即h與t2成正比間接實驗：小球在斜面上做勻變速直線運動，在傾角變大時其運動性質不變合理外推：當傾角為90°小球自由下落時，小球仍做勻變速直線運動3伽利略研究自然規(guī)律的科學方法是數學推

9、理和實驗研究相結合探究自然規(guī)律的科學方法. 再判斷1在自由落體運動過程中，不同質量的物體運動規(guī)律一樣2質量大的物體，受到引力大，落地時速度也大×3伽利略對自由落體運動的觀點，我們在日常現象中不能看到后考慮1假如忽略空氣阻力的影響，為什么質量不同的物體，在同一高度由靜止下落必定同時落地？【提示】忽略空氣阻力的影響，物體都做自由落體運動，由hgt2可知，下落時間一樣2做自由落體運動的物體在空中下落的時間由什么決定？【提示】由hgt2知t，所以物體在空中下落的時間由高度決定合作討論從人發(fā)現情況到采取行動所經歷的時間，稱為反響時間如圖3­3­2所示，讓甲同學在乙同學的大拇

10、指與食指之間的正上方捏住一把直尺，乙同學的大拇指與食指之間的間隔 保持在3 cm.在沒有任何預示的前提下，甲同學突然放開直尺，乙同學盡快用手指夾住圖3­3­2討論1：甲同學放開直尺后，直尺做什么運動？【提示】自由落體運動討論2：如何計算乙同學的反響時間？【提示】根據直尺下落的高度h，算出反響時間t.即hgt2，那么t.核心點擊1自由落體運動的規(guī)律及重要推論自由落體運動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動，根據勻變速直線運動的公式，可得出自由落體運動的根本規(guī)律和常用的重要推論：勻變速直線運動的規(guī)律和推論自由落體運動的規(guī)律和推論速度公式vtv0atvtgt位移公式sv0ta

11、t2hgt2速度­位移公式vv2asv2gh推論1vv推論2saT2hgt22.自由落體運動常用的比例關系式1物體在時刻t、2t、3t、nt的速度之比v1v2v3vn123n2物體在時間t、2t、3t、nt內通過的位移之比s1s2s3sn122232n23連續(xù)相等的時間內，物體通過的位移之比ssssN1352n14物體通過位移s、2s、3s、ns所需的時間之比t1t2t3tn.5物體通過連續(xù)相等的位移所需的時間之比t1t2t3tn4多項選擇甲物體的質量是乙物體質量的2倍，甲從H高處自由落下，乙從2H高處與甲同時自由下落，下面的說法中正確的選項是 A兩物體下落過程中，同一時刻甲的速度比

12、乙的速度大B下落過程中，下落1 s時，它們的速度一樣C下落過程中，各自下落1 m時，它們的速度一樣D下落過程中，甲的加速度比乙的大【解析】由于甲和乙都同時做自由落體運動，它們的運動規(guī)律一樣，所以在落地前的同一時刻它們的速度應該相等在同一地方做自由落體運動加速度為重力加速度，與物體質量無關【答案】BC5一條懸鏈長6.75 m，從懸點處斷開，使其自由下落，不計空氣阻力那么整條懸鏈通過懸點正下方12.8 m處的一點所需的時間是g取10 m/s2【導學號：21862019】A0.3 sB0.5 sC0.7 s D1.2 s【解析】所求時間實際上為從圖中的位置到位置的時間，此時間可認為是從位置到位置的時

13、間減去從位置到位置的時間懸鏈從開場自由下落位置到達如下圖的位置，運動的位移為x1hL12.8 m6.75 m6.05 m，由至位移x2h12.8 m，由xgt2有，t1 s1.1 s，t2 s1.6 s，tt2t10.5 s.【答案】B6從離地500 m的空中自由落下一個小球，g取10 m/s2.求：1經過多長時間小球落到地面？2從開場下落的時刻起，求小球在第1 s內的位移和最后1 s內的位移的大小；3小球下落一半時間的位移【解析】1由hgt2可得，小球的落地時間t s10 s2第1 s內的位移：h1gt×10×12 m5 m；因為從開場運動起前9 s內的位移為：h9gt×10×92 m405 m，所以最后1 s內位移為：hhh9500 m405 m95 m.3解法一：根據自由落體運動的規(guī)律求解落下一半時間即t5 s，其位移為hgt2×10×25 m125 m.解法二：借助比例關系求解根據連續(xù)相等時間內位移比為1352n1，假設把下落的