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第三单元 自由落体及竖直上抛,1自由落体运动：物体只在 作用下从 开始下落的运动 2自由落体运动的特点 (1)只受重力：a . (2)初速度v0 .,重力,静止,g,0,gt,2gh,1竖直上抛运动：将物体以一定的初速度 抛出后，物体只在 作用下所做的运动 2竖直上抛运动的特点 (1)物体有 的初速度，v00且规定v00. (2)只受 ，加速度为g，方向竖直向下,竖直向上,重力,竖直向上,重力,3竖直上抛运动的规律,1自由落体运动实际上是物理学中的理想化运动，只有满足一定的条件才能把实际的落体运动看成是自由落体运动第一，物体只受重力作用，如果还受空气阻力作用，那么空气阻力与重力相比可以忽略不计；第二，物体必须从静止开始下落，即初速为零 必须是从静止开始算起的自由下落过程才是自由落体运动，从中间取的一段运动过程不是自由落体运动,重力加速度的测量方法：(1)用打点计时器测量；(2)用频闪照相测量；(3)用滴水法测量；(4)用光电门测量；(5)用视频捕捉测量,1竖直上抛运动的特点 (1)对称性 如图1所示，一物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则： 时间对称性 物体上升过程中从AC所用时间tAC和下降过程中从CA所用时间tCA相等，同理tABtBA.,速度对称性 物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等 能量对称性 物体从AB和从BA重力势能变化量的大小相等，均等于mghAB. (2)多解性 当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成双解在解决问题时要注意这个特点,2解答竖直上抛运动问题的两种方法 (1)全程法：规定好正方向后，直接应用匀变速直线运动的几个矢量式 (2)分阶段法：将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段,【例1】 利用水滴下落可以测量重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调整盘子的高度，使一滴水滴碰到盘子时，恰好有另一滴水从水龙头开始下落，而空中还有两个正在下落的水滴，测出水龙头处到盘子的高度为h，再用秒表测量时间，从第一滴水离开水龙头开始，到第N滴水落至盘中，共用时间为T，当第一滴水落到盘子时，第二滴水离盘子的高度为_，重力加速度g_.,高分通道 该类问题要弄清开始计时的时刻和空中正在下落的水滴数，正确求出相邻两水滴的时间差,变式1：(1)打开水龙头，水就流下来，为什么连续的水流柱的直径在流下过程中减小？ (2)设水龙头开口直径为1 cm，安装在75 cm高处，如果水在出口处的速度为1 m/s(g10 m/s2)，求水流柱落到地面时的直径 解析：(1)在时间t内，流过任一水柱截面积的水的体积是一定的，由于水柱顶点的水速小于下面部分的水速，故水柱的直径上面比下面大,答案：(1)见解析 (2)0.5 cm,【例2】 一个物体从H高处自由落下，经过最后196 m所用的时间是4 s，求物体下落H高所用的总时间T和高度H是多少？(取g9.8 m/s2，空气阻力不计),答案：7 s,240.1 m,变式2：屋檐定时滴出水滴，当第5滴正欲滴下时，第1滴已刚好到达地面，而第3滴与第2滴正分别位于高1 m的窗户上、下沿，如图3所示，取g10 m/s2，问：,(1)此屋檐离地面多少米？ (2)滴水的时间间隔是多少？ 答案：(1)3.2 m (2)0.2 s,【例3】 一个氢气球以4 m/s2的加速度由静止从地面竖直上升，10 s末从气球上面掉下一重物，此重物最高可上升到距地面多高处？此重物从氢气球上掉下后，经多长时间落回到地面？(忽略空气阻力，g取10 m/s2),解析：重物的运动过程共分三个阶段：先随气球向上做匀加速直线运动，然后从气球上掉下，此时重物不是自由下落，而是由于惯性继续向上做竖直上抛运动，到达最高点后，重物开始做自由落体运动，最后回到地面，如图4所示 下面分三个阶段来求解：,答案：280 m 11.48 s,高分通道 (1)解答本题时易误认为物体脱离气球后直接做自由落体运动，而实际上物体脱离气球后由于惯性还要向上运动，初速度即为脱离气球时的速度 (2)对竖直上抛运动可直接利用全程法求解,答案：A,1某同学身高1.8 m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g10 m/s2)( ) A2 m/s B4 m/s C6 m/s D8 m/s,答案：B,2A物体的质量是B物体质量的5倍，A从h高处，B从2h高处同时自由下落，在落地之前，以下说法正确的是 ( ) A下落1 s末，它们的速度相同 B各自下落1 m时，它们的速度相同 CA的加速度大于B的加速度 D下落过程中的同一时刻，A的速度大于B的速度,解析：做自由落体运动的物体，无论质量多大，只要在相同的地点，其重力加速度都是一样的，故C选项是错的；由vgt可知，当t1 s或下落的时间相等时，它们的速度都相同，由v22gh可知，当h都是1 m时，它们的速度也都相同，故D选项是错的，而A、B选项正确 答案：AB,3关于自由落体运动，下列说法正确的是( ) A某段时间的中间时刻的速度等于初速度与末速度和的一半 B某段位移的中点位置的速度等于初速度与末速度和的一半 C在任何相等时间内速度变化相同 D在任何相等时间内位移变化相同,答案：AC,4从屋檐上，每隔相等的时间积成一滴水下落，当第1滴落地时，第6滴刚好形成，观察到第5、6滴间距离约为1 m，则屋檐的高度为 ( ) A4 m B5 m C6 m D25 m,解析：水滴在下落时做自由落体运动，据初速度为零的匀加速直线运动在第1 s、2 s、3 sn s内的位移之比为：xxxxx13579，由题意有x11 m，则房檐的高度：Hxxxxx(13579)1 m25 m. 答案：D,5从塔顶释放一个小球A,1 s后从同一个地点再释放一个小球B，设两球都做自由落体运动，则落地前，A、B两球之间的距离 ( ) A保持不变 B不断增加 C不断减小 D有时增大，有时减小,答案：B,6一个石块从楼顶某点开始做自由落体运动，途中通过高h11.55 m的窗户所经历的时间为t10.1 s，则该窗户上边框距楼顶的距离为多少