河北省隆化县存瑞中学高中物理 2.5自由落体运动学案（无答案）新人教版必修1.doc

匀变速直线运动的特例自由落体运动【学习目标】 1、掌握自由落体和竖直上抛运动运动的规律 2、能熟练应用其规律解题【自主学习】一自由落体运动：1、定义： 2、运动性质：初速度为 加速度为 的 运动。重力加速度g的方向总是_；g的大小随地点的不同而略有变化，在地球表面上赤道处重力加速度最小，数值为_ _，南、北两极处重力加速度_ ；g的大小还随高度的变化而变化，高度越大，g值_ _。但这些差异并不是太大，在通常计算中，地面附近的g取 m/s2，在粗略的计算中，g还可以取 m/s2。在课本必修1中，如果没有特别说明，都按g=_进行计算。3、运动规律：由于其初速度为零，公式可简化为vt= h = vt2 =2gh二竖直上抛运动：1、定义： 2、运动性质：初速度为v0，加速度为 g的 运动。3、处理方法： 将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理。上升阶段为初速度为v0，加速度为 g的 运动，下降阶段为 。要注意两个阶段运动的对称性。 将竖直上抛运动全过程视为 的运动4、两个推论： 上升的最大高度上升最大高度所需的时间5、特殊规律：由于下落过程是上升过程的逆过程，所以物体在通过同一段高度位置时，上升速度与下落速度大小 ，物体在通过同一段高度过程中，上升时间与下落时间 。【典型例题】 例1：甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高h、2h处同时自由落下（h足够大），下列说法正确的是（ ）a同一时刻甲的速度比乙大b下落1m时，甲、乙的速度相同c下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍d在自由下落的全过程，两球平均速度大小相等例2：水滴由屋檐自由下落，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，用时0.2s，不计空气阻力，g取10m/s2，求窗台下沿距屋檐的高度。 例3：升降机以速度v4.9m/s匀速竖直上升，升降机内的天花板上有一个螺丝帽突然松脱，脱离天花板。已知升降机天花板到其地板的高度为h1.8m。求螺丝帽落到升降机地板所需时间。例4：【实验】（1）重锤自由下落时打点计时器打下的纸带（局部）：（相邻两点时间间隔0.02s，相邻两点距离x16.0mm，x29.8mm，x313.7mm，x417.7mm，x521.6mm，x625.6mm）（2）填表（单位：cm）许多事实表明：自由落体运动是_。（3）从本实验获得自由落体加速度：_。（4）大量实验表明：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做_，也叫_，通常用_表示。精确的实验发现，在地球上不同的地方，重力加速度的大小是不同的，但其方向总是_；一般的计算中取_m/s2，近似计算时，取_ m/s2。针对训练1、竖直上抛一物体，初速度为30m/s，求：上升的最大高度；上升段的时间；物体在2s末、4s末、6s末的速度及相对抛出点的高度。（g=10m/s2）2、a球由塔顶自由落下,当落下am时,b球自距塔顶bm处开始自由落下,两球恰好同时落地,求塔高。3、气球以4m/s的速度匀速竖直上升，气体下面挂一重物。在上升到12m高处系重物的绳子断了，从这时刻算起，重物落到地面的时间4、某人站在高层楼房的阳台外用20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,则石块运动到离抛出点15m处所经历的时间是多少?(不计空气阻力,取g=10m/s2)【能力训练】1、关于竖直上抛运动，下列说法正确的是（ ）a 上升过程是减速过程，加速度越来越小；下降过程是加速运动，加速度越来越大b 上升时加速度小于下降时加速度c 在最高点速度为零，加速度也为零d 无论在上升过程、下落过程、最高点，物体的加速度都为g2、将物体竖直向上抛出后，在下图中能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是（ ）3、物体做竖直上抛运动后又落回原出发点的过程中，下列说法正确的是（ ）a、上升过程中，加速度方向向上，速度方向向上b、下落过程中，加速度方向向下，速度方向向下c、在最高点，加速度大小为零，速度大小为零d、到最高点后，加速度方向不变，速度方向改变4、从高处释放一粒小石子,经过0.5s,从同一地点再释放一粒小石子,在两石子落地前,它们之间的距离（ ） a.保持不变 b.不断减小 c.不断增大 d.根据两石子的质量的大小来决定5、某同学身高1.8m,他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m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(g取10m/s2) （ ）a.2m/s b.4m/s c.6m/s d.8m/s6、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）a自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动b竖直方向的位移只要满足x1:x2:x3=1：4：9的运动就是自由落体c自由落体运动在开始连续的三个2 s 内的路程之比为1：3：5d自由落体运动在开始连续的三个1 s 末的速度之比为1：3：57、一个物体从h高处自由落下，经过最后196m所用的时间是4s，求物体下落h高度所用的总时间t和高度h是多少？取g=9.8ms2，空气阻力不计8、气球下挂一重物，以v0=10ms匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？空气阻力不计，取g=10ms29、一根矩形杆的长1.45m,从某一高处作自由落体运动,在下落过程中矩形杆通过一个2m高的窗口用时0.3s.则矩形杆的下端的初始位置到窗台的高度差为多少?(g取10m/s2,窗口到地面的高度大于矩形杆的长)10气球以10ms的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气球便以加速度=0.1ms2向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少?g=10ms2参考答案：例1：解：上升阶段，由公式h1 =可得 =0.03s下降阶段，由题意知h2=10m+0.45m=10.45m由公式h2 =可得 =1.45s t=t1+t2=1.48sh1h2h例2：解题过程：(1)设每两滴水之间的时间间隔为t0 又 针对练习1、解：（1） （2） 6s时已落地 ambmab2、解：对a球 对b球： 3、解：选向上为正方向， t=2s15m15m4、第一种情况：在上升阶段，设向上为正：由 15=20t-5t2 t=1s第二种情况，在下落阶段，在抛出点上方。由 t=3s第三种情况，在下落阶段，在抛出点下方。由 -15=20t-5t2 15m15m 60m能力训练：1、d 2、d 3、bd 4、c 5、b6、解：设向上为正，由公式 60=40t-5t2 t1=2s t2=6s 7、总时间t和高度h是多少？取g=9.8ms2，空气阻力不计解：设向上为正，175m由公式 v0=29.4m/st=29.4/9.8=3s t=3+4=7s8、解：设向上为正方向，由公式 由公式 方向向下75m9、解：设向上为正，杆头到窗口时速度为 由公式 v0=10m/s由公式 得 h=5m10、解：设向上为正， 由公式 t=5s 由公式 h=51.25m h=75+51.25=126.25m自由落体运动的产生条件a. 什么是落体运动？试举例说明b. 小实验：先将纸片由静止释放，再将该纸片揉成纸团由静止释放，观察纸片两次的运动情况和受力情况，请你分析是什么原因造成同样的初始条件却产生了不同的运动？c. 小实验：将纸团与粉笔头从同一高度由静止释放，观察两个物体下落的快慢是否相同?如果忽略空气阻力，两个物体谁下落的快慢是否相同？ d. 自由落体运动的产生条件是什么？是什么样的匀加速直线运动？内容二.自由落体运动的规律 速度公式：vt= 位移公式x= 速度与位移公式vt2= 写出以上公式的推导公式：内容三：练习.某物体从高空自由落下，第3秒末的速度是多少？第3s内的位移是多少？内容四：重力加速度值 重力加速度的方向是 在地球上不同的地方，g的大小是 的赤道附近的重力加速度是 ，北极附近的重力加速度是 ，从书44页