第五节自由落体运动.doc

第5课时 自由落体运动导学案【学习目标】1 知道物体做自由落体运动的条件。2通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向、在地球上的不同地方重力加速度的大小不同；通常情况下g取9.8m /S2。3.掌握自由落体运动的特点和规律。【自学教材】1. 自由落体运动(1)、定义：物体只在 _力作用下从_开始下落的运动(2)、性质：自由落体运动是初速度为_的_运动.(3)、空气中物体下落由于受_的影响，不是自由落体运动，如果 _的作用可以忽略，物体的下落可近似看做_运动2，自由落体加速度 (1) 、定义：物体自由下落时的加速度叫_ 加速度，也叫做_加速度.(2) 、方向： _ (3) 、大小：随纬度的增加而_ ，一般计算中，g= _，有时也可取g=10 m/s2.3自由落体运动的运动规律(l)速度与时间的关系：_(2)位移与时间的关系：_(3)位移与速度的关系：_【重点难点】一、自由落体运动1自由落体运动是一种理想化模型，只有当空气阻力可以忽略不计时，且物体由静止开始的自由下落才可看做自由落体运动，2运动的条件：v0=0，a=g，只受重力作用.3速度一时间图象：自由落体运动中v=gt，所以v-t图象是一条过原点的斜率为g的倾斜直线4，运动规律：自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，因此匀变速直线运动的的公式及推论都适用于它，主要有有v=gt，由,v2=2gx【典型例题1】1995年5月11日北京晚报报道了一位青年奋勇接住一个从15层楼窗口跌下的孩子的动人事迹设每层楼高2.8m，这位青年从他所在的位置冲到楼窗下需要的时间是1. 3 s估算一下，他要接住孩子，至多允许他有多长的反应时间？他接住孩子时，孩子的速度有多大？导航学校 物理必修一 55解析：孩子跌下的运动，可以看做自由落体运动，且从15楼窗口落下的高度可看做14层楼高，而非15层楼高，小孩落的高度为，h=142. 8m= 39. 2 m,.根据h得t=s，反应时间为t=t-1. 3 s=1. 53 s，孩子被接住时的速度为v=27. 7 m/s.【反馈练习1】关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )A、在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动B、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C、质量大的物体，所受重力大，因而落地速度大 D、自由落体的加速度在地球赤道处最大 【反馈练习2】甲物体的重力是乙物体重力的5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处同时自由落下，关于甲、乙着地之前的运动，下列说法中正确的是( ) A、两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙的大 B、下落Is时，它们的速度相等C、各自下落Im时，它们的速度相等 D、下落过程中，甲的加速度比乙的大二、自由落体加速度1大小：通常取g=9. 8 m/s2，自由落体加速度随地理纬度的增加而增大，在赤道上最小，南北两极最大，在同一地点所有做自由落体运动的物体的加速度都相同，2方向：竖直向下，在任意相等时间内速度增量v= gt都相等，方向为竖直向下，3，测量方法：利用打点计时器或频闪照片来研究自由落体运动，根据测量匀变速直线运动加速度的方法( r= aT2)来侧得当地的的自由落体加速度【典型例题2】滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一水滴到盘子里而听到声音时，后一滴恰离开水龙头，测出从第一次听到声音到第n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头口到盘子的高度差h，即可算出重力加速度假设入耳能区别两个声音的时间间隔为0.1 s，声速为340 m/s，则A、水龙头距人耳的距离至少为34 m B、水龙头距盘子的距离至少为34 mC、重力加速度的计算式为2hn2t2 D、重力加速度的计算式为2h(n-1)2t2解析 n次响声间隔时间t对应（n-l）个水滴下落时间，所以一个水滴下落时间为t1 =t(n-1）由h=得g=2h/t12=2h(n-1)2/t2,，水龙头到盘子的距离最少为hmin=0.5100.12m34m另外，需要指出的是，人听到两滴水响声的时间隔，即为产生两次响声的时间间隔，即一滴水自由落体的时间与人耳距水龙头的距离无关，所以本题正确答案为D点评: 测量重力加速度的方法是自由落体运动规律的应用，解答本题的关键，在于正确理解水滴下落在空中的运动时间。【反馈练习3】关于重力加速度的说法中正确的是( )A、重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B、重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小C、重力加速度表示自由下落的物体速度变化的快慢 D、重力加速度为一恒量，在地球各处都相同【反馈练习4】一物体做自由落体运动，取g=10 m/s2，则( )A、物体第2秒初的速度为20 m/s B、物体在任意Is内速度增量为10 m/sC、物体在任意Is内下落高度为5 m D、物体在任意Is内的平均速度比前Is内的平均速度大10 m/s导航学校 物理必修一 56【误区警示】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，自由落体运动的基本公式都是以此为前提条件的，抛开公式成立的前提条件，一味地乱套公式是对自由落体运动公式理解的个误区【典型例题3】一个物体从某处由静止自由下落，它在落地前的 Is内通过的位移为整个位移的9/25，求物体开始下落度时的高度. (g=10 m/s2)错解 设物体下落时的高度为h，因为物体的运动为自由落体运动，根据h，则有 9h /25=，解之得：h=139m剖析 物体由静止开始自由下落时，对整个过程来说，物体做初速度为零的匀加速直线运动，但对下落的最后1秒内来说；物体的运动不是初速度为零的匀加速直线运动，而是具有一定的初速度，正是因为对整体和部分的关系分析不清，导致了错用物理规律，形成错解的结果正解 设物体下落的总时间为t，通过的位移为H，物体在最初的(t-1)秒内的位移为h因为v0=0，则有：Hh=g(t-1)2=由解得H=125 m 第5课时 自由落体运动同步检测基础巩固0_t_v_0_t_v_t_v01、图中表示自由落体运动的v-t图象的是( )_v_t0_ 2、物体自h高处做自由落体运动的平均速度为10 m/s，则h 为（ ）A . 5.Om B. lOm C. 20m D. 25m3、某物体从高H处自由落下，当速度为达到地面速度的一半时，它距地面的高度为（ ） A .H/2 B. H/4 C. 3H/4 D. H/24、两物体从同一高度自由下落，但A在下落时间t后，B物体才开始下落.A物体下落多长时间后，两物体的距离为d?5、一物体从45 m高处自由下落，则:(取g=10 m/s2)(1)最后1s的初速度为多少？(2)最后1s内的平均速度为多少？(3)在最后1s通过的高度为多少？导航学校 物理必修一 576、跳伞运动员从350 m高空离开飞机跳伞落下，为了落得快些，开始时未打开伞而自由下落，经一段时间后，才打开伞，伞张开后，他以2.0 m/S2的加速度匀减速下降，到达地面时速度为4.0 m/s求：(1)运动员自由下落的时间；(2)运动员在空中运动的总时间能力提升7.关于自由落体运动，下列说法中正确的是A物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动C在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同D物体做自由落体运动位移与时间成反比 8、地球上不同地理位置和不同星球上的重力加速度值一般不同，如月球上的重力加速度大约为地球重力加速度的1/6，如果一物体从某星球表面附近自由下落，测得物体在第2秒内和第5秒内下落的高度分别为12 m和36 m，由此可知，此星球表面的重力加速度为多少？9、一矿井深125 m，在井口每隔相同时间自由下落一个小球，当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，则相邻小球开始下落的时间间隔为多少？这时第3个小球和第5个小球相距多少米？（取g=lO m/s2）10、2007年8月7日，中国新闻网：今天，记者目击了参加“和平使命-2007”联合演习的中国空降兵小分队首次在异国的生疏空域场实施的伞降训练，假设当飞机离地面800 m时，伞兵离开飞机自由下落，运动一段时间后，打开降落伞以大小为12. 5 m/s2的加速度减速运动，为了伞兵的人身安全，要求伞兵落地时的速度不得超过5 m/s，g取1 0m /S2，求伞兵打开降落伞时离地面的高度导航学校 物理必修一 58第4节匀变速直线运动的位移与速度的关系答案【反馈练习1】不能、39m/s 据公式，初速度不能为零，所以不能靠自身发动机起飞。【反馈练习2】45km/h 整个过程并不是一个完整的匀加速直线运动，两段过程的加速度并不一样。用计算即可知，则不能对整个过程用，只能用原始定义式，甲到乙是匀加速，则由计算出从甲到乙的时间，同样用此公式可以算出从乙到丙的时间。最后用公式即可计算出结果45km/h。【反馈练习3】解：方法一，基本公式 设物体运动的初速度为v0，加速度为a，则由位移公式有：S1=v0t1+ at127.2=3v0+ a32 对后3s，v2=v0+at=v0+2aS2=v2t2+ at2216.8=3v2+ a32 三式联立可求得：v0=0 a=1.6m/s2 由S= at2有S总= 1.652=20（m） 方法二，中间时刻的即时速度等于一段时间内的平均速度v1.5= v3.5= 【反馈练习4】B 【反馈练习5】1.6 m/s2 0.4 m/s 2.0 m/s 3.6 m/s解析：由S=at2得，3.2-1.2=a12 ，a=1.6 m/s2 由S1=v0t+at2得，v1 =0.4 m/s 据V2=V1+at得，V2=0.4+1.61=2.0 m/s 据V3=V2+at得，V3=2.0+1.61=3.6 m/s【反馈练习6】解析：将子弹穿木块的过程倒过来就是初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等位移的时间之比为1：（-1）：（-）：（-），则子弹穿透三木块所用的时间之比是（-）：（-1）：1。如果木块厚度不同，子弹穿透三木块所用的时间相同，则根据相等的时间内位移之比为1：3：5：(2n-1)，三木块的厚度之比是5：3：1【同步测评】1. B解析:据, 可得x=t=t,因此选项B正确.2. A解析:据x=v0t+at2可知,中点时:x=at2 底端时:2x=at2 由得=,可得t=2t.3. AC解析:设A、B两点的速度分别为vA、vB,则有v2=vA+at,vB=vA+2at;联立以上两式可得v2=.vA、vB的关系还满足v21-v2A=2ax,v2B-v21=2ax,由此可得v1=,v21-v22=导航学校 物理必修一 590,v21v22,所以v1v2,与加速或减速无关.故选AC.4. C解析:由v2-v20=2ax可知两运动过程的位移相同,由v=at知,两运动过程的时间相同,因时间、位移相同,由知平均速度相同.而加速度大小相同,方向相反.5.解析：由知B到C的平均速度与A到B的平均速度相等.据x=at2得tAB=,可得,.6. AB解析:设A、B中点位置时的速度是v，则有（7v）2-v2=v2-v2=2ax，计算可得v=5v，A正确，从A到B所需时间的中点（）的速度即为该过程的平均速度，是首尾两点速度的算术平均值，B正确，C错误.前一半时间的平均速度是，通过的位移为，后一半时间的平均速度是，通过的位移为，在后一半时间所通过的距离比前一半时间通过的距离多，D错误.7. 解析：据x=at2,得(9-x1-x1)10-2=(0.1)2a,(15-9)-(9-x1)10-2=(0.1)2a,解得x1=0.04 m=4 cm,a=1 m/s2.8. 0.9862.585.99解析:由于小车做匀变速运动,故有xCD-xBC=xDE-xCD.解得xBC=8.57 cm,所以xAB=xAC-xBC=5.99 cm,由vC=得vC=0.986 m/s,x=xBC-xAB=xCD-xBC=xDE-xCD=2.58 cm, 又因为x=aT2,可得a= m/s2=2.58 m/s2.9.解析:设汽车由刹车开始至停止运动所用的时间为t0，以初速度方向为正方向，由于汽车做匀减速直线运动，加速度a=-5 m/s2，则由v=v0+at0，得t0=v-v0a=4 s,可见该汽车刹车后经过4 s就已停下，以后的时间内汽车是静止的.由运动学公式x=v0