2022年高中物理自由落体运动抢先版.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载自由落体运动和竖直上抛运动引入新课：手上拿着一根粉笔,松手让它自由落下或支架上用悬线吊着一个小球,剪断细线,小球也竖直下落共同点：粉笔和小球下落都作v0=0 的竖直方向的直线运动取两张相同的纸, 剪去其中一半, 将另一半揉成团, 两张纸重量相同, 再让它们同时从同一高度下落,可观看到什么现象？可见,两张纸下落所用时间与外形有关,纸片下落过程不能忽视空气阻力对它的影响一、自由落体运动 1、定义：物体 只在重力 作用下由 静止开头 下落的运动（在实际生活中,假如空气阻力可忽视不计,物体从静止开头下落就可以看作是自由落体运动）实

2、例：将粉笔上抛、平抛、斜抛都不属于自由落体运动v0=0,直线运动、 v2、自由落体运动特点：初速 3、自由落体运动的性质可通过频闪照相的方法来讨论,频闪照相是每隔相等时间间隔把自由落体运动的小 球所在位置在标尺上照出来另有一张频闪照片,是每间隔 0.1s 拍一次小球的位置：用毫米刻度尺量出 S1=AB=1.90cm S2=BC=14.70cm S3=CD=24.50cm S4=DE=34.30cm S=S2S1=S3 S2=S4S3=9.80cm 在连续相等的时间间隔内位移差相等,故自由落体运动做初速为零的匀加速直线运动加速度4、自由落体运动加速度叫做重力加速度,通常用 g 来表示a重力加速度

3、的方向总是竖直向下的b地球上同一地点,重力加速度相同,赤道上g 最小,两极最大g 随着纬度的增加而增大,随着高度的上升而减小名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载c地球表面的重力加速度 g 随着纬度的增加而增大,但没有明显区分,通常运算中未作特别说明g=9.8m/s 2,除非题中要求 g=10m/s 25、自由落体运动性质：v0=0 的 a=g 的匀加速直线运动6、自由落体运动规律：速度公式： vt=gt 位移公式： h=gt2位移速度公式：vt2=2gh 平均速度：推论：S=gT 20 匀加速直线

4、运动的规律在自由落体运动中均成立7、已前适合于初速为1T 末、 2T 末、 3T 末 nT 末速度之比 =123 n 1T 内、 2T 内、 3T 内 nT 内位移之比 =12232 n2第 1T内、第 2T 内、第 3T 内 第 nT 内位移之比 =135 2n 1 通过相邻相等的位移所花时间之比 =例 1、一小球在离水平面高为 H的高处自由下落,当小球下落所用时间为一半时,离地面高度为多少？例 2、从离地面 500m的空中自由落下一个小球,取 g=10m/s 2求小球：1 经多长时间落到地面？2 自开头下落起计时,求在第1s 内的位移,最终1s 内的位移以及最终1s 的平均速度3 下落时间

5、为总时间的一半时的位移解：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 由得,落地时间优秀学习资料欢迎下载2a 第 1s 内的位移b物体最终1s 内的位移h=500 10 92=95m c最终 1s 内的平均速度3 下落一半时间t=5s ,其位移 h5=125m 例 3、一根均质金属直棒AB长为 1m,现竖直放置,在棒的B 端的正下方6m处有一 P 点如图,将金属棒AB由静止释放,求金属棒通过P点所用的时间（g=10m/s2）解： B 端运动到 P点需要的时间为t1,A端运动到 P点需要的时间为 t2,课后练习：1石块 A自

6、塔顶自由落下H时,石块 B 自离塔顶 h 处自由下落, 两石块同时着地, 就塔高为（）ABC D 解答 答案： B 提示：用速度时间图像或挑选 B 作参考系求解挑选 B作参考系,就 A相对 B 作匀速直线运动,两石块相遇时,故塔高 . 2一物体从较高处作自由落体运动,经 后刚好着地已知 为大于 3 的整数,取,就（）名师归纳总结 第 3 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A第内物体下落的高度为优秀学习资料欢迎下载B第内物体下落的高度为C第 内物体下落的高度为D第 内物体下落的高度为 解答 答案： A、B、C、D. 提示：关键是求出第内物体

7、下落高度的通项表达式,第内的平均速度等. 于第的中间时刻的瞬时速度,第的中间时刻是末,而末的速度为,用表示第内物体下落的高度, 就第内平均速度3自由下落的物体,自起点开头依次下落三段相等位移所用时间的比是（）A135 B1C149 D1（1）（） 解答 答案： D 提示：直接应用初速度为零的匀变速直线运动规律可得；4在一根轻绳的两端各拴一个小球,一人用手拿绳上端的小球站在三层楼的阳台上放手让小球自由下落,两球落地时间差为t 假如站在四楼阳台上,重复上述试验,就两球落地时间差会（）A不变 B变大C变小 D由于层高不知,无法比较 解答 答案： C 提示：,对此式应用极限分析法：当楼层高度趋近无穷时

8、,时间差趋近于零,所以楼层越高就时间差越小5科技馆中有一个展品,如下列图, 在较暗处有一个不断匀称滴水的水龙头,第 4 页,共 8 页在一种特别的灯光照耀下,可观看到一个个下落的水滴,缓慢调剂水滴下落时名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载间间隔到适当情形,可看到一种奇妙现象,水滴好像不再下落,而是像固定在图中 A、 B、 C、D 四个位置不动 . 一般要显现这种现象,照明光源应当满意（g = 10m/s 2）（）A一般光源即可B间歇发光,间歇时间 0.02s C间歇发光,间歇时间 0.1s D间歇发光,间歇时间 0.5

9、s 解答 答案： CD. 提示：运用逐差法运算时间间隔,另外仍需要考虑水滴位置的重叠特点 . 如 A、B、C、D四个位置处水滴为连续掉下的水滴,就设相邻两个水滴间时间间隔为 T,就有,得,代入数据可得 T = 0.1s. 由于人观看水滴的视觉,在间隔地光照时水滴位置可能显现重叠现象,因此照明光源应当间歇发光,且间歇时间为 0.1s 或为 0.1s 的整数倍,选项 CD正确6物体由某一高度处自由落下,经过最终 所用的时间是,就物体开头下落的高度约为（）A. B. C. D. 解答 答案： A 提示：设总时间为,就最终一段时间 的中间时刻为 末,故最终 的平均速度为,故可得下落的高度7. 为了求出

10、某一高楼的高度,让一石子从楼顶自由下落,空气阻力不计,测出以下哪个物理量的值就能运算出高楼的高度（）A石子开头下落 1s 内的位移 B石子落地时的速度 C 石子最终 1s 内的位移 D石子通过最终 1m的时间 解答 答案： BCD提示：要求出高楼的高度,必需事先知道与末状态有关的物理量,应选项 A错误,选项 BCD正确8. 一个物体从塔顶上下落,在到达地面前最终1s 内通过的位移是整个位移的9/25 ,求塔高 （g 取 10m/s2） 解答 解析：设物体下落总时间为t ,塔高为 h,就：,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - -

11、 - 由上述方程解得：t=5s ,所以,优秀学习资料欢迎下载答案：9. 调剂水龙头,让水一滴滴流出,在下方放一盘子,调剂盘子高度,使一滴水滴遇到盘子时,恰有另一滴水滴开头下落, 而空中仍有一滴正在下落中的水滴,测出水龙头到盘子的距离为h,从第一滴开头下落时计时,到第 n 滴水滴落在盘子中,共用去时间 度为多少？ 解答 解析：设两个水滴间的时间为,t ,就此时第（ n1）滴水滴与盘子的距离为多少？当地的重力加速T,如下列图, 依据自由落体运动规律可得：所以求得：此时第（n1）滴水滴与盘子的距离为,当地的重力加速度g=. 答案：；10、有一矿井深 125m,在井口每隔肯定时间自由下落一个小球,g

12、取 10m/s 2,当第 11 个小球刚从井口下落时,第 1 个小球恰好到井底,就相邻两个小球开头下落的时间间隔为多少 .并且这时第 3 个小球和第5 个小球相隔几米 . 解答 解析：如下列图, 11 个小球将 一个 t 时间所处不同位置设总下落时间为t ,由,有125m分成 10 段此状态可认为是一个小球从零时刻开头每隔这时第 3 个小球与第5 个小球的距离x=g8 t2g6 t2=35m3 滴与第 2 滴分别位11、屋檐每隔肯定时间滴下一滴水：当第5 滴正欲滴下时,第l 滴刚好落到地面,而第于高 1m的窗子的上、下沿,如下列图,问：g 取 10m/s2 第 6 页,共 8 页名师归纳总结

13、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载1 此屋檐离地面多高 . 2 滴水的时间间隔是多少 . 解答 解析：如下列图,假如将这 5 滴水的运动等效为一滴水的自由落体,并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的 4 段,设每段时间间隔为 r ,就这一滴水在 0 时刻、 Ts 末、 2Ts 末、 3Ts 末、 4Ts 末所处的位置 分别对应图示第 5 滴水、第 4 滴水、 第 3 滴水、 第 2 滴水、 第 1 滴水所处的位置, 据此可作出解答解法一： 利用基本规律求解 设屋檐离地面高x,滴水间隔为T由得第 2 滴水的位移,第 3 滴水的位移

14、又由于 x2x3=1m,所以联立解得 T=0.2s 屋檐高 x= g4T 2= 10 4 0.22m=3.2m 解法二： 用比例法求解 1 由于初速度为零的匀加速直线运动从开头运动起,在连续相等的时间间隔内的位移比为 1357 2n 1 ,据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是 明显,窗高为 5x0,即 5x0=1m,得 x0=0.2m屋檐总高 x=x03x05x07x0=16x0=3.2m2 由 知,滴水时间间隔为x03x05x07x0名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载解法三： 用平均速度求

15、解 1 设滴水间隔为 T,就雨滴经过窗子过程中的平均速度为由 vt=gt 知,雨滴下落 2.5T 时的速度为 vt =2.5gT由于 =vt ,故有 =2.5gT ,解得 T=0.2s 2x=g4T2=3.2m12、如下列图,长度为 5m的铁链,上端悬挂在 O点如从 O点放开铁链,让其自由落下,求全链通过 O点下方 25m处的 A 点所用的时间 g 取 10m/s 2 解析：解法一：所求时间实际上为从图中的位置到位置的时间,此时间可认为是从 I位置到位置的时间减去从 I 位置到位置的时间铁链从开头自由下落至到达图所示的位置,运动的位移为 x1=hL=25m5m=20m依据自由落体运动的位移公式,可得到下落 x1所用的时间为铁链从开头自由下落至到达图所示位置,运动的位移x2=25m,运动时间, t=t2t1= 2s=0.236s v1和 v2第 8 页,共 8 页名师归纳总结 解法二：铁链从开头下落到下端通过A 点,所运动的位移x1=20m,铁链从开头下落到上端通过A 点所运动的位移x2=25m,它们经过A点的速度分别为- - - - - - -