物理第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 3 自由落体运动.ppt

第第3讲自由落体运动讲自由落体运动01.了了解解空空气气阻阻力力对对落落体体运运动动的的影影响响，知知道道自自由由落落体体的的概概念念2.知知道道自自由由落落体体运运动动的的加加速速度度是是恒恒定定的的，认认识识自自由由落落体体运运动的规律动的规律3.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法4.了解竖直上抛运动的概念和规律了解竖直上抛运动的概念和规律 1.自由落体自由落体(1)定定义义：只只受受_作作用用，由由静静止止开开始始(v00)，加加速速度为度为_的匀加速直线运动的匀加速直线运动(2)自由落体运动规律自由落体运动规律 速度公式：速度公式：v_.位移公式：位移公式：h_.速度速度位移关系式：位移关系式：v2_.重力重力ggt2gh 2.竖直上抛竖直上抛(1)定定义义：只只受受_作作用用，_的的运动运动(2)竖直上抛运动规律竖直上抛运动规律 速度公式：速度公式：v_.位移公式：位移公式：h_.速度速度位移关系式：位移关系式：_2gh.重力重力初速度方向竖直向上初速度方向竖直向上v0gt 重重力力加加速速度度与与在在地地球球上上的的位位置置及及距距地地面面的的高高度度有有关关，在在地地球球表表面面上上，随随纬纬度度的的增增加加而而增增大大，在在赤赤道道处处最最小小，在在两两极极处处最最大大，但但差差别别很很小小在在地地面面上上的的同同一一地地方方，随随高高度度的的增增加加而而减减小小，在在有有限限的的高高度度内内(即即高高度度h与与地地球球半半径径相相比比可可忽忽略略时时)，可可认认为为其其大小不变在一般的计算中，取大小不变在一般的计算中，取g9.8 m/s2或或g10 m/s2.对重力加速度的理解对重力加速度的理解典典题题演演示示1(多多选选)关关于于重重力力加加速速度度，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A.重重力力加加速速度度g是是标标量量，只只有有大大小小，没没有有方方向向，通通常常在在计计算中算中g取取9.8 m/s2B.在在地地球球表表面面不不同同的的地地方方，g的的大大小小不不同同，但但它它们们相相差差不不是很大是很大C.在在地地球球表表面面同同一一地地点点，一一切切物物体体做做自自由由落落体体运运动动的的加加速速度都相同度都相同D.在在地地球球上上同同一一地地点点，离离地地面面高高度度越越大大，重重力力加加速速度度g越越小小BCD【解解析析】重重力力加加速速度度的的大大小小和和方方向向均均与与物物体体所所处处的的地地球球表表面面的的位位置置有有关关，重重力力加加速速度度是是矢矢量量，方方向向竖竖直直向向下下，与与重重力力的的方方向向相相同同，在在地地球球表表面面不不同同的的地地方方，g的的大大小小略略有有不不同同，但但都都在在9.8m/s2左左右右，故故A错错误误，B正正确确；在在地地球球表表面面同同一一地地点点，g的的值值都相同，但随着高度的增大，都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，故的值逐渐减小，故C、D正确正确自由落体运动的规律及应用自由落体运动的规律及应用AC 1竖直上抛运动的研究方法竖直上抛运动的研究方法竖竖直直上上抛抛运运动动的的实实质质是是加加速速度度恒恒为为g的的匀匀变变速速运运动动，处处理理时时可采用两种方法：可采用两种方法：(1)分分段段法法：将将全全程程分分为为两两个个阶阶段段，即即上上升升过过程程的的匀匀减减速速阶段和下落过程的自由落体阶段阶段和下落过程的自由落体阶段(2)全全程程法法：将将全全过过程程视视为为初初速速度度为为v0，加加速速度度ag的的匀匀变变速速直直线线运运动动，必必须须注注意意物物理理量量的的矢矢量量性性习习惯惯上上取取v0的的方方向向为为正正方方向向，则则v0时时，物物体体正正在在上上升升；v0时，物体在抛出点上方；时，物体在抛出点上方；h0时，物体在抛出点下方时，物体在抛出点下方竖直上抛运动的规律及应用竖直上抛运动的规律及应用(2)速度的对称性：速度的对称性：物物体体上上抛抛时时的的初初速速度度与与物物体体又又落落回回原原抛抛出出点点时时的的速速度度大大小相等、方向相反小相等、方向相反 物物体体在在上上升升阶阶段段和和下下降降阶阶段段经经过过同同一一位位置置时时的的速速度度大大小小相等、方向相反相等、方向相反(3)能量的对称性：能量的对称性：做做竖竖直直上上抛抛运运动动的的物物体体在在上上升升和和下下降降过过程程中中经经过过同同一一位位置置时的动能、重力势能及机械能分别相等时的动能、重力势能及机械能分别相等典典题题演演示示3(多多选选)某某物物体体以以30 m/s的的初初速速度度竖竖直直上上抛抛，不不计空气阻力，取计空气阻力，取g10 m/s2.则则5 s内物体的内物体的()A.路程为路程为65 mB.位移大小为位移大小为25 m，方向向上，方向向上C.速度改变量的大小为速度改变量的大小为10 m/sD.平均速度大小为平均速度大小为13 m/s，方向向上，方向向上AB BD 自由落体、竖直上抛和竖直下抛运动的综合应用自由落体、竖直上抛和竖直下抛运动的综合应用典典题题演演示示5 如如图图所所示示，一一圆圆管管放放在在水水平平地地面面上上，长长为为L0.5 m，圆圆管管的的上上表表面面离离天天花花板板的的距距离离 h2.5 m，在在圆圆管管的的正正上上方方紧紧靠靠天天花花板板放放一一小小球球(可可看看成成质质点点)，让让小小球球由由静静止止释释放放，同同时时给给圆圆管管一一竖竖直直向上、大小为向上、大小为5 m/s 的初速度，取的初速度，取g10 m/s2.(1)求小球释放后经多长时间与圆管相遇求小球释放后经多长时间与圆管相遇【答案答案】0.5 s(2)试试判判断断在在圆圆管管落落地地前前小小球球能能否否穿穿过过圆圆管管如如果果不不能能，小小球球和和圆圆管管落落地地的的时时间间差差为为多多大大？如如果果能能，小小球球穿穿过过圆圆管管的的时时间为多长？间为多长？【答案答案】能能0.1 s1.(2017南南师师附附中中)关关于于伽伽利利略略对对自自由由落落体体运运动动的的研研究究，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.伽伽利利略略认认为为在在同同一一地地点点，重重的的物物体体和和轻轻的的物物体体下下落落快快慢慢不同不同B.伽伽利利略略猜猜想想运运动动速速度度与与下下落落时时间间成成正正比比，并并直直接接用用实实验验进行了验证进行了验证C.伽伽利利略略通通过过数数学学推推演演并并用用小小球球在在斜斜面面上上运运动动，验验证证了了位位移与时间的平方成正比移与时间的平方成正比D.伽伽利利略略用用小小球球在在斜斜面面上上运运动动“冲冲淡淡重重力力”，验验证证了了运运动动速度与位移成正比速度与位移成正比C【解解析析】亚亚里里士士多多德德认认为为在在同同一一地地点点重重的的物物体体和和轻轻的的物物体体下下落落快快慢慢不不同同，A错错误误；伽伽利利略略猜猜想想自自由由落落体体的的运运动动速速度度与与下下落落时时间间成成正正比比，并并未未直直接接进进行行验验证证，而而是是在在斜斜面面实实验验的的基基础础上上的的理理想想化化推推理理，B错错误误；伽伽利利略略通通过过数数学学推推演演并并用用小小球球在在斜斜面面上上验验证证了了位位移移与与时时间间的的平平方方成成正正比比，C正正确确；小小球球在在斜斜面面上上运运动动运动速度与位移不成正比，运动速度与位移不成正比，D错误错误2.(多多选选)(2017常常州州中中学学)一一个个小小球球做做自自由由落落体体运运动动，它它的的下下落落高高度度足足够够高高，取取g10 m/s2.关关于于这这个个小小球球的的运运动动情情况况，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.小球在第小球在第3 s内的下落高度为内的下落高度为25 mB.小球在前小球在前3 s内的平均速度为内的平均速度为30 m/sC.小小球球在在第第1 s内内、第第2 s内内、第第3 s内内的的平平均均速速度度之之比比是是1 3 5D.小球在前小球在前1 s内、前内、前2 s内、前内、前3 s内的位移之比是内的位移之比是1 3 5AC3.(2017金金陵陵中中学学)如如图图所所示示，用用一一把把直直尺尺可可以以测测量量神神经经系系统统的的反反应应速速度度现现有有甲甲、乙乙两两同同学学，甲甲同同学学用用手手拿拿着着一一把把长长50 cm的的直直尺尺，乙乙同同学学把把手手放放在在零零刻刻度度线线位位置置做做抓抓尺尺的的准准备备，当当甲甲同同学学松松开开直直尺尺，乙乙同同学学见见到到直直尺尺下下落落时时，立立即即用用手手抓抓住住直直尺尺，记记录录抓抓住住处处的的数数据据(尺尺子子下下落落的的距距离离)，重重复复以以上上步步骤骤多多次次现现有有乙乙同同学学测测定定神神经经系系统统的的反反应应速速度度得得到到以以下下数数据据(单单位位：cm)，则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是()A.第一次测量的反应时间最长第一次测量的反应时间最长B.第一次测量的反应时间为第一次测量的反应时间为2 sC.第第二二次次抓抓住住之之前前的的瞬瞬间间，直直尺尺的的速速度度约约为为4 m/sD.若若某某同同学学的的反反应应时时间间为为0.4 s，则则该该直直尺尺将将无法测量该同学的反应时间无法测量该同学的反应时间D第一次第一次第二次第二次第三次第三次2045304.如如图图所所示示，A、B两两棒棒长长均均为为L1m，A的的下下端端和和B的的上上端端相相距距x20 m若若A、B同同时时运运动动，A做做自自由由落落体体运运动动，B做做竖竖直直上上抛抛运运动动，初初速度速度v040 m/s.求：求：(1)A、B两棒何时相遇两棒何时相遇【答案答案】0.5s(2)两棒从相遇开始到分离所需的时间两棒从相遇开始到分离所需的时间【答案答案】0.05s5.一一跳跳水水运运动动员员从从离离水水面面10 m高高的的平平台台上上向向上上跃跃起起，举举双双臂臂直直体体离离开开台台面面，此此时时重重心心位位于于从从手手到到脚脚全全长长的的中中点点，跃跃起起后后重重心心升升高高0.45 m达达到到最最高高点点，落落水水时时身身体体竖竖直直，手手先先入入水水，从从离离开开平平台台到到手手接接触触水水面面，运运动动员员可可用用于于完完成成动动作作的的时时间间为为多多少少？(在在此此过过程程中中，运运动动员员水水平平方方向向的的运运动动忽忽略略不不计计，运运动动员员可可视视为为全全部部质质量量集集中中在在重重心心的的一一个质点，取个质点，取g10 m/s2)【答案答案】1.7 s