2020高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.11 自由落体运动学案 新人教版必修1

1、自由落体运动 一、考点突破此部分内容在高考物理中的要求如下：知识点考纲要求题型分值自由落体运动掌握运动的特点、规律并能运用选择题、实验题、解答题69分二、重难点提示重点：会用自由落体运动的基本规律分析解决问题。难点：用相对运动的观点对比两个自由落体运动。1. 概念：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。2. 基本特征：只受重力，且初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。【规律总结】由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动。（1）速度公式：vgt（2）位移公式：hgt2（3）位移与速度的关系：v22gh（4）平均速度

2、等于中间时刻的瞬时速度，也等于末速度的一半，即（5）在相邻的相等时间内下落的位移差hgT2（T为时间间隔）。例题1 从离地500 m的高空自由落下一个小球，g取10 m/s2，求：（1）经过多长时间落到地面；（2）从开始下落时刻起，在第1 s内的位移大小、最后1 s内的位移大小；（3）落下一半时间时的位移大小。思路分析：（1）由位移公式xgt2，得落地时间ts10 s。（2）第1 s内的位移：x11012 m5 m，前9 s内的位移为：x91092 m405 m，最后1 s内的位移等于总位移和前9 s内位移的差，即x10xx9（500405）m95 m。（3）落下一半时间即t5 s，其位移x1

3、052 m125 m。答案：（1）10 s（2）5 m95 m（3）125 m例题2 一矿井深125 m，在井口每隔一定时间自由落下一个小球。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。则相邻两小球开始下落的时间间隔为多大，这时第3个小球和第5个小球相距多远。思路分析：设相邻两小球开始下落的时间间隔为T，则第1个小球从井口落至井底的时间为t10T。由题意知hgt2g（10T）2，Ts0.5 s。利用初速度为零的匀加速直线运动的规律，从时间t0开始，在连续相等的时间内位移之比等于以1开始的连续奇数比。从第11个小球下落开始计时，经T，2T，3T，10T后它将依次到达第10个、第9个

4、、第2个、第1个小球的位置，各个位置之间的位移之比为1351719，所以这时第3个小球和第5个小球相距：h答案：0.5 35例题3 用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方，乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏住尺子的准备，但手没有碰到尺子。当乙同学看到甲同学放开尺子时，立即捏住尺子，乙同学发现捏住尺子刻度为b的位置。已知重力加速度为g，a、b的单位为国际单位，则乙同学的反应时间t约等于（）A. B. C. D. 思路分析：根据自由落体运动的规律，尺子下落（ab）高度对应的时间即乙同学的反应时间。由公式h得t，选项C正确。答案：C【技巧突破】自由落体是初速度

5、为零的匀加速运动，有如下的比例关系：（1）T末、2T末、3T末、瞬时速度之比v1v2v3123（2）T内、2T内、3T内、位移之比x1x2x3149（3）第一个T内、第二个T内、第三个T内、位移之比xxx135（4）通过连续相等的位移所用时间之比t1t2t31（1）（）【满分训练】取一根长2 m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘。在线的一端系上第一个垫圈，隔12 cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm，如图所示，站在椅子上，向上提起线的另一端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内。松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫圈（）A.

6、落到盘上的声音时间间隔越来越大B. 落到盘上的声音时间间隔相等C. 依次落到盘上的速率关系为12D. 依次落到盘上的时间关系为1（1）（）（2）思路分析：各垫圈做自由落体运动，且垫圈之间的距离分别为12 cm、36 cm、60 cm、84 cm，满足1357的关系，因此时间间隔相等，依次落到盘上的时间关系为1234，A、D错误，B正确；各个时刻末的速度之比应为1234，因此C错误。答案：B【高频疑点】习惯性地把第一个点当作是自由落体运动的起点如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断错误的是（）A. 位置“1”是小球释放的初始位置B. 小球做匀加速直线运动C. 小球下落的加速度为D. 小球在位置“3”的速度为思路分析：由题图可知，小球做匀加速直线运动，相邻的两段位