高考物理 自由落体运动学案

用心 爱心 专心 1 自由落体运动自由落体运动 一 学习目标一 学习目标 1 认识自由落体运动 知道影响物体下落快慢的因素 理解自由落体运动 是初速度为零的匀加速直线运动 2 能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析 3 知道什么是自由落体的加速度 知道它的方向 了解在地球上的不同地 方 重力加速度大小不同 4 掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律 并能够运用 自由落体规律解决实际问题 5 初步了解探索自然规律的科学方法 重点培养实验能力和推理能力 二 二 回答问题回答问题 1 为什么有时重的物体下落快 轻的物体下落慢 为何会出现这种现象 呢 2 自由落体运动是一种什么样的运动 匀速直线运动 匀加速直线运 动 怎么证明 三 课前预习三 课前预习 1 自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始的下落运动叫 这种运动只有在 中才能发生 在有空气的空间中 如果空气阻力的作用 物体的下落也可以看成自由落体运动 2 物体做自由落体运动需要满足两个条件 和 因此自由落体运动是 的 运动 3 自由落体加速度又叫做 用符号 表示 在地球上 不同的地方 g 的大小是不同的 1 纬度越高 g 越 2 同一纬度 高 度越大 g 越 一般的计算中可以取 9 8m s2或 10m s2 如果没有特殊说 明 都按 m s2计算 重力加速度的方向 4 自由落体运动的速度时间关系是 位移与时间关 系是 位移与速度的关系是 四 例题分析四 例题分析 例 1 关于自由落体运动 下列说法正确的是 A 物体做自由落体运动时不受任何外力的作用 B 在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动 C 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 D 不同物体做自由落体时其速度变化的快慢是不相同的 用心 爱心 专心 2 解析解析 做自由落体运动的物体只受重力 A 错 忽略空气阻力 还需要 初速度为零 B 错 C 正确 不同物体做自由落体运动的运动规律是完全 一样的 所以加速度是一样的 当然速度变化快慢是一样的 D 错 答案答案 C C 例 2 甲物体的重力比乙物体的重力大 5 倍 甲从 H m 高处自由落下 乙 从 2H m 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 同一时刻甲的速率比乙大 B 下落 l s 末 它们的速度相等 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 解析解析 因为甲乙都是自由落体运动 所以运动规律完全一样 D 错 因为是同时下落 根据可知同一时刻甲乙的速率一样大 A 错 Bgtvt 正确 根据知 C 正确 ghvt2 2 答案答案 BCBC 变试训练变试训练 在忽略空气阻力的情况下 让一轻一重的两块石块从同一高 度同时自由下落 则关于两块石块的运动情况 下列说法正确的是 A 重的石块落得快 先着地 B 轻的石块落得快 先着地 C 在着地前的任一时刻 两块石块具有相同的速度 相同的位移 相同的加速度 D 两块石块在下落段时间内的平均速度相等 例 3 从某一高塔自由落下一石子 落地前最后一秒下落的高度为塔高的 7 16 求塔高 解析解析 方法一 画出石子的运动草图 设石下落的总时间为 t 塔高为 H 则下落距离为塔高的 9 16 时经 过时间 t 1 根据自由落体运动的位移公式 2 2 1 gtH 2 1 2 1 16 9 tgH 解 两式得 t 4s H 80m 方法二 设石子落地前最后一秒的初速度为 V 则落体瞬间的速度为 V g 用心 爱心 专心 3 根据有 ghvt2 2 Hgv 16 9 2 2 gHgv2 2 解 得 V 30m s H 80m 方法三 画出物体做自由落体运动的图象 如图所示 三角形 OMN 的面积表示石子在前 t 1 秒内下降 的高度 大三角形的面积表示塔高 根据面积比等 于相似比的平方 应有 得 t 4s 再根据 得 H 80m 2 2 1 gtH 答案答案 80m80m 点评点评 由于本章公式多 解题方法很多 通过本题体会一题多解的思路 既锻炼了应用公式的能力 又体会到学习物理的方法 并且要会应用图象 解决物理问题的思维方法 变试训练变试训练 物体从高 h 处自由下落 它落到地面前的 1s 内共下落了 35m 求物体下落的高度及下落的时间 五 巩固练习五 巩固练习 1 关于自由落体运动 下列说法正确的是 A 物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B 自由落体运动是初速度为零 加速度为g的竖直向下的匀加速直线运 动 C 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动 D 当空气阻力的作用比较小 可以忽略不计时 物体自由下落可视为自 由落体运动 2 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物体运动速度变化的快慢 D 轻物体和重物体的重力加速度不同 所以重的物体先落地 用心 爱心 专心 4 3 甲 乙两物体分别从 10m 和 20m 高处同时自由落下 不计空气 阻力 下面描述正确的是 A 落地时甲的速度是乙的 1 2 B 落地的时间甲是乙的 2 倍 C 下落 1s 时甲的速度与乙的速度相同 D 甲 乙两物体在最后 1s 内下落的高度相等 4 图 1 所示的各 v t 图象能正确反映自由落体运动过程的是 5 从某高处释放一粒小石子 经过 1s 从同一地点再释放另一粒小 石子 则在它们落地之前 两粒石子间的距离将 A 保持不变 B 不断增大 C 不断减小 D 有时增大 有时减小 6 质量为 2kg 的小球从离地面 80m 空中自由落下 g 10m s2 求 1 1 经过多长时间落地 2 2 第一秒和最后一秒的位移 3 3 下落时间为总时间的一半时下落的位移 7 人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间 该时间越小 说明人的反应越灵敏 反应时间可用自由落体运动来测试 请一同学用两 个手指捏住直尺的顶端 你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备 但手 不能碰到直尺 记下这时手指在直尺上的位置 当看到那位同学放开直尺 时 你立即捏住直尺 测了直尺下落的高度为 10 cm 那么你的反应时 间是多少 能力拓展 1 两个物体用长 L 9 8 m 的细绳连接在一起 从同一高度以 1 s 的时间 差先后自由下落 当绳子拉紧时 第二个物体下落的时间是多少 2 一矿井深为 125 m 在井口每隔一定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 求 1