第十一讲 自由落体运动.doc

众诚学校南大街校区高一物理讲义第十一讲 自由落体运动一、复习提问前面我们学习了匀变速直线运动的规律。下面我们一起来回顾下匀变速直线运动的有关知识。二、导入新课举例：用手握住的硬币处于静止状态。（老师提问）松手后硬币的运动情况如何？（学生活动）硬币下落时做初速度为零的竖直方向的直线运动。过渡引言：今天我们就来深入的认识这一运动自由落体运动。三、新课教学1.演示实验一硬币与纸片从同一高度同时由静止开始下落。问：我们可观察到什么现象？ 为什么？ 教师介绍：早在2000多年前，古希腊的哲学家亚里士多德通过对落体运动的观察、研究，得出“物体下落快慢由物体重力决定”即“物体越重下落越快”的结论。亚里士多德的观点是否真确呢？过渡引言：实际上重的物体下落的快慢只是我们的一种生活经验，现在我们再来做一个实验。2.演示实验二取半张纸与一张纸，把半张纸揉成一团，两者也分别从同一高度同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？ 3.演示实验三取两张相同的纸，把其中一张揉成团，两者也分别从同一高度同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？ 过渡引言：上述现象说明重力相同的物体也不能同时落地，所以物体下落的快慢与轻重的关系比较复杂，既不能说重的物体比轻的物体下落快，也不能说轻的物体比重的物体下落快，因此亚里士多德的观点是错误的。（学生思考与讨论）总结上面三个演示实验得出三个不同的结论，你又能得出什么结论？ （老师提问）同学们仔细分析一下，亚里士多德的观点究竟错在哪里？（学生活动）没有考虑空气阻力的影响过渡引言：第三个演示中，纸片受到的空气阻力明显比纸团受到的空气阻力大，所以纸片下落较慢。由于影响空气阻力大小的元素太复杂。在科学研究中，我们常常采取忽略一些次要因素，从最简的问题入手的方法。在落体运动中，先排除空气阻力，研究物体在没有空气阻力条件下的运动。4.牛顿管实验结论：空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素 在没有空气阻力时，在同一地方，任何物体自由下落的快慢相同。一、自由落体运动1、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。2、条件：（1）初速度为零 （2）只受重力。若受到空气阻力，在空气阻力重力的情况下，可以忽略空气阻力，物体从静止开始下落就可以看作自由落体运动。过渡引言：下面我们一起来探讨自由落体运动的特性和规律。探讨过程1、猜想我们通过前面的实验观察，可以猜想自由落体运动是一个什么样的运动？ 过渡引言：但是加速度如何？是匀加速，还是变加速？2、验证猜想：大家想一想，可以通过什么方法来证实我们的猜想是正确的？3、实验设计：利用频闪相机的照片来研究自由落体运动是否是匀加速直线运动，以证实我们的猜想。二、自由落体加速度1、在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度相同。这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g来表示。2、重力加速度g（1）方向：总是竖直向下。（2）大小：g=9.8m/s2，粗略计算可取g=10m/s2（3）在地球的不同地方，g的大小不同，g随纬度的增加而增大，g随高度的增加而减小。地点北极北京上海广州赤道纬度903956311223060g908329.8019.7949.7889.7803、自由落体运动的规律自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以它具有匀加速直线运动的规律，同时它也有自己特殊的运动规律。速度与时间的关系： 位移与时间的关系： 速度与位移的关系： 过渡引言：我们通过实验研究总结出自由落体运动的特征和规律，下面我们运用这些规律解决一些具体的问题。三、自由落体运动的应用1、测定反应时间操作：一位同学捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，你用一只手在直尺的零刻度处做好握住木尺的准备。当看到那位同学放开手时，你立即握住木尺。读数：直尺下落的距离，即为你所捏处的刻度值。处理：根据位移公式可计算出直尺下落的时间。 结论：直尺下落的时间就是你的反应时间。2、测高度（例题）为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2s后听到石头落到水面的声音。求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。解：3、测速度（例题）雨滴通常从1500m左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多久时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？解：4、侧某地的重力加速度和下落过程中的某一段距离（例题）如图示，一钢球做自由落体运动。测得钢球经过A点时的速度是2.42m/s，经过B点时的速度是4.64m/s，所用时间是0.226s，求此地的重力加速度和AB间的距离。解：课堂练习【巩固教材稳扎稳打】1甲的重力是乙的3倍，它们从同一地点同一高度处同时自由下落，则下列说法正确的是 ( )A甲比乙先着地B甲比乙的加速度大C甲、乙同时着地D无法确定谁先着地2自由落体运动是 ( )A物体不受任何作用力的运动B物体在真空中的运动C加速度为g的竖直下落运动D初速度为零，加速度为g的竖直下落运动3图2-12中所示的各图象能正确反映自由落体运动过程的是 ( )图2-12v0tBv0tAv0tCx0tD4从某高处释放一粒小石子，经过1 s从同一地点释放另一小石子，则它们落地之前，两石子之间的距离将 ( ) A保持不变B不断变大C不断减小D有时增大有时减小【重难突破重拳出击】1一观察者发现，每隔一定时间有一个水滴自8 m高处的屋檐落下，而且看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么这时第二滴水离地的高度是 ( )A2 mB25 mC29 mD35 m2一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1 s内的位移大小是s，则它在第3 s内的位移大小是 ( )A5sB7sC9sD3s3自由落体第5个05 s经过的位移是第1个05 s经过的位移的倍数为 ( )A5B9C10 D254自由下落的物体，自起点开始依次下落三段相等的位移所用的时间的比是 ( )A135B149C1D1(-1)(-)5物体从某一高度自由下落，第1 s内就通过了全程的一半，物体还要下落多少时间才会落地 ( )A1 sB15 sC sD(-1)s6在月球上甲的重力比乙的重力大10倍，甲从100 m高处自由落下，乙从200m高处同时自由落下以下几种说法中正确的是 （ ）A两物体下落过程中，任一时刻甲的速率比乙大B下落l s初，它们的速度不相等C各自下落l m它们的速度相等D下落过程中甲的加速度比乙大7一个物体从高h处自由落下，其时间达到落地时间一半时，下落的高度为 ( )AhBh ChDh8一个物体从塔顶上下落，在到达地面前最后1 s内通过的位移是整个位移的，则塔顶高为 ( )A100mB125m C200mD80m【巩固提高登峰揽月】1竖直升空的火箭，其速度图象如图2-13所示，由图可知 ( )图2-13A火箭上升到最高点所用的时间是40 sB火箭前40s上升，以后下降C燃料用完时，火箭离地高度是16000mD火箭的加速度始终是20m/s22从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求小球：（1）经过多长时间落到地面？（2）自开始下落计时，在第1 s内的位移、最后l s内的位移。（3）下落时间为总时间的一半时的位移。【巩固教材稳扎稳打】1.C 2.D 3.C 4.B 【重难突破重拳出击】1.D 2.A 3.B 4.D 5.D 6.C 7.B 8.B 【巩固提高登峰揽月】 1.C 2（1）由，得落地时间 s（2）第l s内的位移：m因为从开始运动起前9 s内的位移为m所以最后1 s内的位移为m（3）落下一半时间即t=5s，其位移为m课堂测试1自由下落的物体，自起点开始依次下落三段相等位移所用时间的比是A135 B1C149 D1（1）（）2自由下落物体第n s内通过的位移与第(n1)s内通过的位移之差为()A9.8mB4.8(2n1)mC3(n1)m Dm3物体做竖直上抛运动，在落回抛出点时该物体的速率是30m/s，那么物体(g取10m/s2)A由抛出到落回抛出点的时间是6sB只有在2s末时经过40m高处C经过25m高处时的瞬时速率只能是20 m/s D上升的最大高度是45m4A球由塔顶自由落下，当落下a m时，B球自距离塔顶b m处开始自由落下，两球恰好同时落地，则塔的高度是()AabBCD、关于自由落体运动的加速度g，下列说法中正确的是（ ） A、同一地点轻、重物体的g值一样大 B、重的物体的g值大 C、g值在地面任何地方一样大 D、赤道处的g值大于南北两极处的g值自由落体运动练习题1、 自由落体运动时只有在_的作用下从_开始下落得运动，在有空气的空间中，如果_可以忽略不计，物体的下落也可以看成是自由落体运动。自由落体运动是一种_的运动。2、 物体下落快慢与_有关，与物体的重力_（有关/无关），在空气阻力可以忽略的环境中，任何物体的运动情况都是_（一样/不一定一样）。3、 写出自由落体运动规律的相关公式：4、 把纸团、羽毛、金属片放在牛顿管中，如果用抽气机把管内的空气抽掉，再把玻璃管到过来，观察这些物体的下落快慢情况，下列说法中正确的是（ ）A、纸团下落得最快 B、羽毛下落得最快C、金属片下落得最快 D、纸团、羽毛、金属片下落一样快5、关于重力加速度，下列几种说法正确的是（ ）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的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运动速度变化的快慢D、质量大的物体重力加速度大，质量小的物体重力加速度小6、关于自由落体运动，下列叙述中不正确的是（ ）A、某段时间内的平均速度等于这段时间内的初速度和末速度的和的一半B、在任意相等时间内的位移变化相等C、在任意时刻速度的变化快慢相等D、在任意相等时间内速度变化相等7落体运动在任何两个相邻的1s内，位移的增量为 （ ）A.1m B.5m C.10m D.不能确定8.图1所示的各vt图象能正确反映自由落体运动过程的是（