人教版高中物理必修一[自由落体运动 要点梳理B

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高中物理必修一 讲义 第4节 自由落体运动

高中物理必修一 讲义 第4节 自由落体运动

第4节自由落体运动学习目标要求核心素养和关键能力1.了解伽利略对自由落体运动的研究方法,领会伽利略的科学思想。

2.知道自由落体运动的概念,了解物体做自由落体运动的条件。

3.理解自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向。

4.掌握自由落体运动规律,并能解决相关实际问题。

5.掌握竖直上抛运动的特点及分析方法。

1.核心素养(1)了解伽利略利用斜面实验冲淡重力和合理的理论外推得出自由落体运动规律的方法和过程,提高学生探究物理问题的思维能力。

(2)会运用对称思维方法分析竖直上抛运动。

2.关键能力理论推理能力,逆向思维能力。

知识点一自由落体运动和自由落体加速度如图所示,在有空气的玻璃管中,金属片比羽毛下落得快,在抽掉空气的玻璃管中,金属片和羽毛下落快慢相同。

(1)为什么在抽掉空气的玻璃管中不同物体下落快慢相同?(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动?提示(1)因为没有空气阻力(2)空气的阻力作用可以忽略一、自由落体运动❶定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

❷特点(1)运动特点:初速度等于零。

(2)受力特点:只受重力作用。

❸实际落体运动的处理这种运动只在真空中才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略,物体的下落可以近似看作自由落体运动。

二、自由落体加速度❶定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同。

这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作重力加速度,通常用g表示。

❷方向:竖直向下。

❸大小(1)g值随纬度升高而增大,随高度增加而减小。

(2)一般计算中g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。

【思考】跳伞运动员从飞机上跳下后,在空中下落一段时间再打开降落伞,运动员在空中下落时,可以看成是自由落体运动吗?提示运动员下落时,除受重力之外还受到空气阻力作用,一开始的阶段,空气阻力相对重力来说比较小,运动员的下落可近似看作自由落体运动。

打开降落伞后,受到的空气阻力不能忽略,不能看作自由落体运动。

高中物理自由落体运动学习要点

高中物理自由落体运动学习要点

高中物理自由落体运动学习要点自由落体运动是物理学中的一个重要运动形式,学习自由落体运动时需要掌握的一些关键的要点,以下是关于自由落体运动学习要点的剖析:一、定义与特点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.特点:物体在真空中只受重力作用,或者在空气中所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略;自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

;在同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用符号“g”来表示。

g的方向竖直向下,大小随不同地点而略有变化。

一般的计算中,可以取g=9.8m/s²或g=10m/s²。

重力加速度的大小随着纬度的增加而增大,随着海拔的升高而减小。

二、运动规律自由落体运动的规律可以用以下公式来概括:1.速度公式:v=gt(v为t时刻的速度,g为重力加速度,t为时间)。

1gt²(h为下落高度,g为重力加速度,t为时2.位移公式:h=2间)。

3.速度位移关系:v²=2gh(v为下落至某一高度时的速度,g为重力加速度,h为下落高度)。

此外,还有以下比例关系:物体在1T末、2T末、3T末……nT末的速度之比为v1:v2:v3:……:v n=1:2:3:……:n。

物体在1T内、2T内、3T内……nT内的位移之比为h1:h2:h3:……:h n=1:4:9:……:n²。

物体在第1T内、第2T内、第3T内……第nT内的位移之比为H1:H2:H3:……:H n=1:3:5:……:(2n-1)。

三、实验探究在学习自由落体运动时,实验探究是一个重要的环节。

通过实验,可以验证自由落体运动的规律,加深对概念的理解。

例如,可以利用打点计时器来研究不同质量物体自由下落的加速度,从而验证自由落体运动的加速度恒定这一特点。

四、实际应用自由落体运动在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。

自由落体运动高中物理必修一期末复习

自由落体运动高中物理必修一期末复习

自由落体运动高中物理必修一期末复习只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。

下面是小偏整理的自由落体运动高中物理必修一期末复习,感谢您的每一次阅读。

自由落体运动高中物理必修一期末复习1、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。

2、自由落体运动规律:①速度公式:②位移公式:③速度—位移公式:④下落到地面所需时间:3、竖直上抛运动:可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。

(1)竖直上抛运动规律①速度公式:②位移公式:③速度—位移公式:两个推论:上升到最高点所用时间:上升的最大高度:(2)竖直上抛运动的对称性如下图,物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:(1)时间对称性物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA。

(2)速度对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等。

【注】在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解。

高中学习的方法爱因斯坦有个成功的公式:a=x+y+z。

a代表成功,x代表艰苦劳动,y 代表正确方法,z代表少说废话。

这个公式指明事业成功的三要素。

对于学业来说,成功也有三要素:学习成功=心理素质十学习方法十智能素质1、提高学习心理的素质(1)学习的动机。

学习需要动机。

由于学生的个人需要而产生的学习内驱力很重要。

有人有旺盛的求知欲,对学习有浓厚的兴趣,正是如此,如升学、就业、兴趣、爱好、荣誉、地位、求知欲、事业、前途等都是。

我们要努力强化学习的动机,如树立远大理想;参加各种竞赛,挑战强者,激起学习欲望;看到自己学习成果而受鼓励,从而增强自信,经受挫折,要有不甘失败和屈辱的精神。

人教版高中物理必修一《自由落体运动》知识全解

人教版高中物理必修一《自由落体运动》知识全解

《自由落体运动》知识全解【教学目标】1.了解亚里士多德关于力与运动的主要观点.2.了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法,认识伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。

3.通过实验探究自由落体运动,体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑、分析和判断的科学研究方法。

4.经历抽象概括和推理的过程,知道物体做自由落体运动的条件。

5.通过实验,探究自由落体运动的规律,了解重力加速度的概念,掌握其大小、方向,知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。

【内容解析】1.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)说明:自由落体运动是一种理想化的运动,在实际问题中有空气时,物体的密度不太小,速度不太大(h不太高),在空气阻力远小于物体的重力,空气阻力的作用可以忽略不计时,落体运动可以近似看成是自由落体运动。

(3)推论:在没有空气阻力时,做自由落体运动的物体,在同一地点不同物体做自由落体运动的情况都相同。

2.自由落体运动的性质(1)自由落体运动是一种初速度等于零的匀加速直线运动。

通过不同重量的物体在被抽掉空气的玻璃管内下落的情况的比较,可以得出的结论是:在没有空气阻力时,在同一地点不同物体做自由落体运动的情况都相同,所以它们从静止开始在相同时间里下落的位移必定相同,根据公式x=at2/2,得出自由落体运动的物体具有相同的加速度。

同一地点的不同物体做自由落体运动的加速度均相同。

(2)自由落体加速度①在同一地点,不同物体作自由落体运动时的加速度相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示。

②不同的地理位置,重力加速度的大小不同,其大小与物体所在地球上的位置有关,与离地面的高度也有关。

在通常情况下,重力加速度取g=9.8m/s2,粗略计算时g=10m/s2。

③重力加速度是矢量,它的方向总是竖直向下的,与重力方向相同。

3.自由落体运动的规律(1)规律速度变化规律:v=gt位移变化规律:h=gt2/2(2)推论:v t2=2gh(3)特点:v1︰v2︰v3……=1︰2︰3……h1︰h2︰h3︰……=1︰3︰5……Δh=hⅡ-hⅠ=hⅢ-hⅡ=……=gT24.伽利略对落体运动的研究思路将物体用一定的初速度沿竖直方向向上抛出去,物体在只受重力作用下所做的运动叫做竖直上抛运动。

高中物理自由落体运动知识点详解

高中物理自由落体运动知识点详解

高中物理自由落体的运动知识点详解在物理的学习中中,学生会学习到各样的运动,下边自己的自己将为大家带来自由落体的运动知识点介绍,希望能够帮助到大家。

高中物理自由落体的运动知识点自由落体运动的定义从静止出发,只在重力作用下而下降的运动模式,叫自由落体运动。

自由落体运动是最典型的匀变速直线运动 ; 是初速度为零,加快度为 g 的匀加快直线运动。

地球表面邻近的上空可看作是恒定的重力场。

如不考虑大气阻力,在该地区内的自由落体运动的方向是竖直向下的( 并不是指向地心 ) ,加快度为重力加快度g 的匀加快直线运动。

只有在赤道上或许两极上,自由落体运动的方向 ( 也就是重力的方向 ) 才是指向地球中心的。

g≈9.8m/s2( 重力加快度在赤道邻近较小,在高峰处比平川小,方向竖直向下) 。

自由落体运动的基本公式(1)Vt=gt(2)h=1/2gt2(3)Vt2=2gh这里的 h 与 x 相同都是指位移,一般在自由落体顶用h表示数值方向的位移量。

自由落体运动的研究前驱者对自由落体最初研究的是古希腊的科学家亚里士多德,他提出:物体着落的快慢是由物体自己的重量决定的,物体越重,着落得越快; 反之,则着落得越慢。

亚里士多德,前 384年 4月23日-前322年3月 7日,古希腊哲学家,柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师。

他的著作包含很多学科,包含了物理学、形而上学、诗歌 ( 包含戏剧 ) 、生物学、动物学、逻辑学、政治、政府、以及伦理学。

和柏拉图、苏格拉底( 柏拉图的老师 ) 一同被誉为西方哲学的奠定者。

亚里士多德的著作是西方哲学的第一个宽泛系统,包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。

伽利略是意大利天文学家,也是世界有名物理学家。

他于 1564 年出生在乎大利北部的比萨市, 1642年 1月 8 日逝世,终年 78 岁。

他一生致力于科学事业,不单为我们留下了时钟、望远镜和众多的科学专著,并且还为破除宗教迷信、科学成见作出了优秀的贡献。

人教版高中物理(必修1) 自由落体运动 要点梳理B(附答案)

人教版高中物理(必修1) 自由落体运动 要点梳理B(附答案)

自由落体运动【学习目标】1.理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,重点掌握其运动规律.2.知道自由落体运动加速度的大小和方向.知道地球上不同地方重力加速度大小的差异.3.理解用频闪摄影研究运动的基本原理,会根据照片分析自由落体运动.4. 熟练运用自由落体运动规律解决简单问题.5. 理解伽利略利用斜面研究自由落体运动所蕴含的思想方法.领会“提出假设、数学推理、实验检验和合理外推”的科学研究方法.【要点梳理】要点一、自由落体运动要点诠释:【高清课程:自由落体与竖直上抛运动00:02:58】1、自由落体运动的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、自由落体运动的两个基本特征①初速度为零;②只受重力。

3、自由落体运动的运动性质自由落体运动是初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动。

4、自由落体运动的加速度在同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度。

通常用符号“g”来表示。

g的方向竖直向下,大小随不同地点而略有变化。

尽管在不同地点加速度g值略有不同,但通常的计算中一般都取g=9.8m/s2,在粗略的计算中还可以取g=10m/s2。

■要点二、自由落体运动的规律要点诠释:【高清课程:自由落体与竖直上抛运动00:04:30】1、自由落体运动的规律可以用以下四个公式来概括■2、以下几个比例式对自由落体运动也成立①物体在1T末、2T末、3T末……nT末的速度之比为v1:v2:v3:……:v n=1:2:3:……:n②物体在1T内、2T内、3T内……nT内的位移之比为h1:h2:h3:……:h n=1:4:9:……:n2③物体在第1T内、第2T内、第3T内……第nT内的位移之比为H1:H2:H3:……:H n =1:3:5……(2n-1)④通过相邻的相等的位移所用时间之比为t1:t2:t3:……:t n=1:():():……:()要点三、伽利略对自由落体运动的研究1.伽利略的科学研究过程的基本要素为:对现象的一般观察、提出假设、运用逻辑(包括数学)得出结论、通过实验对推论进行检验、对假设进行修正和推广等.2.伽利略科学思想方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来.【典型例题】类型一、关于自由落体运动的特点的考查例1、关于自由落体运动,以下说法正确的是()A、质量大的物体自由落体时的加速度大B、从水平飞行着的飞机上释放的物体将作自由落体C、雨滴下落的过程是自由落体运动D、从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看做自由落体运动【思路点拨】理解自由落体运动的定义。

必修一物理自由落体知识点

必修一物理自由落体知识点

必修一物理自由落体知识点自由落体是指物体在只受到重力作用下,沿垂直方向自上而下运动的现象。

在学习自由落体的过程中,我们需掌握的知识点有:自由落体的基本概念、重力、加速度、运动学公式、平抛运动、自由落体实验等。

1.自由落体的基本概念:自由落体是指物体在没有受到空气阻力等其他影响的情况下,仅受到重力作用下垂直方向上自上而下的运动。

2.重力:重力是地球吸引物体的力量,是指物体受到的吸引和拉扯使物体趋于地心的力。

重力的大小与物体的质量成正比,与物体离地面的高度无关。

3.加速度:加速度指物体的速度随时间变化的快慢。

在自由落体中,物体的加速度恒定,即为重力加速度,通常用g表示。

在地球上,重力加速度的近似值约为9.8m/s²。

4.运动学公式:自由落体的运动可以用运动学公式来描述。

其中最常用的公式包括:v = u + gt、h = ut + (1/2)gt²、v² = u² + 2gh 分别表示物体的速度-时间关系、位移-时间关系和速度-位移关系。

其中,v 为物体的末速度,u 为物体的初速度,t 为时间,h 为位移,g 为重力加速度。

5.平抛运动:在自由落体运动过程中,若物体具有一个初始的水平速度,则为平抛运动。

平抛运动可以看作是纵向自由落体与横向匀速直线运动的合成。

在平抛运动中,物体在横向保持匀速直线运动,在纵向服从自由落体运动。

6.自由落体实验:进行自由落体实验可以验证自由落体的基本规律。

实验中,我们需要使用一块平坦的地面,一根垂直的长直尺以及一只计时器。

首先,固定直尺垂直于地面,并将物体从直尺的顶端自由落体落下;同时,利用计时器测量物体从直尺顶端到下方的时间。

重复进行若干次实验,记录下物体的下落时间,并分析数据,得出自由落体的规律。

总之,掌握自由落体的知识点将有助于我们理解物体在受到重力作用下的垂直自由下落运动。

同时,自由落体也是学习物理的基础内容,对于后续学习力学、热学等内容也具有重要的启发作用。

人教版物理必修一重难点考点解析2.5-6.自由落体运动

人教版物理必修一重难点考点解析2.5-6.自由落体运动

5.自由落体运动6.伽利略对自由落体运动的研究知识纲要导引核心素养目标(1)知道物体做自由落体运动的条件,知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.(2)会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度.(3)了解伽利略的实验研究过程,认识伽利略关于实验的科学思想和方法.(4)领会伽利略的探究思想及科学精神.知识点一自由落体运动1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.2.受力特点:只受重力作用.3.运动性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.4.自由落体运动是一种理想化模型在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用,物体并不是做自由落体运动,只有当空气阻力比重力小得多,可以忽略时,物体的下落才可当作自由落体运动来处理.思考1跳伞运动员打开降落伞在空中下落时,可以看成是自由落体运动吗?提示:运动员和降落伞下落时,受到的空气阻力不能忽略,不能看做自由落体运动.知识点二 自由落体加速度1.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同.这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g 表示.2.方向:竖直向下.3.大小:(1)在地球上的同一地点:一切物体自由下落的加速度都相同.(2)在地球上不同的地点,g 的大小一般是不同(相同或不同)的,g 值随纬度的增大而逐渐增大.(3)一般取值:g =9.8 m/s 2或g =10_m/s 2.在地球上不同的位置,重力加速度不同,越靠近两极,重力加速度越大.离地面越高,重力加速度越小.知识点三 自由落体运动的规律匀变速直线运动规律――→特例自由落体运动规律⎩⎪⎨⎪⎧v=v0+atx=v0t+12at2v2-v20=2axv=v0+v2――→v0=0a=g⎩⎪⎨⎪⎧v=gth=12gt2v2=2ghv=gt2自由落体运动是初速度v0=0、加速度a=g的匀加速直线运动,匀变速直线运动的规律均适用于自由落体运动.思考2如图所示,一个小金属球从离地h高处由静止释放,小球下落一段时间落地.(不计空气阻力,重力加速度为g)(1)怎样确定小球的落地时间?(2)怎样确定小球的落地速度?提示:(1)由位移公式:h=12gt2,则t=2hg.(2)由速度—位移关系式:v2=2gh,则v=2gh.知识点四伽利略对自由落体运动的研究1.亚里士多德的观点:物体下落的快慢是由它们的重量决定的.2.伽利略的研究:(1)归谬:伽利略从亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,否定了亚里士多德的论断.(2)猜想:伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动,它的速度应该是均匀变化的.(3)数学推理:伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应有x∝t2.启示:“眼见为实,耳听为虚”不一定正确哟.①初速度为零;②只受重力.(2)根据题目中的一些暗示语来判定,如“忽略阻力”“阻力远小于重力”“月球上”等.核心二 自由落体运动规律的应用例2 如图所示,屋檐上水滴下落的过程可以近似地看做是自由落体运动.假设水滴从10 m 高的屋檐上无初速度滴落,水滴下落到地面时的速度大约是多大?(g 取10 m/s 2)【解析】 选取水滴最初下落点为位移的起点,竖直向下为正方向,由自由落体运动规律知h =12gt 2,v =gt联立得v =2gh代入数据得v =2×10×10 m/s ≈14 m/s即水滴下落到地面的瞬间,速度大约是14 m/s.【答案】 14 m/s水滴的下落过程可看作是自由落体运动,可以运用自由落体运动规律求解.[拓展] 在[例2]中水滴下落过程中经2 m 高的窗户所需时间为0.2 s .那么窗户上沿到屋檐的距离为多少?【解析】 由v 中时=v =x t 得水滴通过窗户所需时间一半时,所获得的速度v 1=x t 0=20.2 m/s =10 m/s. 那么水滴下落达到速度v 1时所需的时间t 1=v 1g =1010 s =1 s.所以水滴下落到窗户上沿所需的时间t 2=t 1-t 02=0.9 s.由h =12gt 2得窗户上沿到屋檐的距离h =v 202g =922×10m =4.05(1)按图示连接好线路,并用手托重物将纸带拉到最上端.(2)安装打点计时器要使两限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力.(3)应选用质量和密度较大的重物.增大重力可使阻力的影响相对减小;增大密度可以减小体积,可使空气阻力减小.(4)先接通电路再放开纸带.打完一条纸带后立刻断开电源.(5)对纸带上计数点间的距离h进行测量.利用h n-h n-1=gT2求出重力加速度.频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次,机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的的纸带如图乙.(1)电火花计时器的工作电压为________.(2)实验时纸带的________端应和重物相连接(选填“A”或“B”).(3)纸带1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出当地的重力加速度为______ m/s2.(4)当地的重力加速度为9.8 m/s2,请列出测量值与当地重力加速度值有差异的一个原因____________________________.解析:(1)电火花计时器在工作时必须接交流电源,且工作电压为220 V.(2)由自由落体运动规律知,在连续相等时间内物体的位移越来越大,故B端应和重物相连接.(3)Δx=ngT2,又Δx=3.92 cm-2.04 cm=1.88×10-2m,n =5,T=0.02 s,故g=9.4 m/s2.(4)实验存在误差,可能是因为纸带与墨粉纸盘及其他接触物间有摩擦.答案:(1)交流220 V(2)B(3)9.4(4)纸带与墨粉纸盘及其他接触物间存在摩擦训练3如图所示,为小球自由下落过程中,用频闪照相的方法获得的轨迹的一部分,用刻度尺量出计数点1、2之间的距离为7.65 cm2、3之间的距离为8.73 cm,已知每次闪光的时间1.(多选)关于重力加速度的下列说法中,正确的是()A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向,通常计算中g取9.8 m/s2B.在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差不是很大C.在地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同D.在地球上的同一地点,离地面高度越大,重力加速度g 越小答案:BCD2.请你回顾伽利略探究物体自由下落规律的过程,判断下列哪个过程是伽利略的探究过程()A.猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论B.问题——猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论C.问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论D.猜想——问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论解析:伽利略探究物体自由下落规律的过程如下.问题:大、小石块捆在一起下落得出矛盾的结论——猜想:落体运动是最简单的变速运动,速度与时间成正比——数学推理:如果v∝t,则有x∝t2——实验验证:设计出斜面实验并进行探究,得出光滑斜面上滑下的物体的运动规律x∝t2——合理外推:将光滑斜面上滑下的物体的运动规律x∝t2推广到落体运动——得出结论.C 正确.答案:C3.(多选)甲物体的重量比乙物体大5倍,甲从H高处自由落下,乙从2H高处与甲物体同时自由落下,在它们落地之前,下列说法中正确的是()于提供的信息及相关数据处理,下列说法正确的是3=1:4:93=1:3:5.羽毛下落的加速度大小为2x2 t2x-x。

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人教版高中物理必修一知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习自由落体运动【学习目标】1.理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,重点掌握其运动规律.2.知道自由落体运动加速度的大小和方向.知道地球上不同地方重力加速度大小的差异.3.理解用频闪摄影研究运动的基本原理,会根据照片分析自由落体运动.4. 熟练运用自由落体运动规律解决简单问题.5. 理解伽利略利用斜面研究自由落体运动所蕴含的思想方法.领会“提出假设、数学推理、实验检验和合理外推”的科学研究方法.【要点梳理】要点一、自由落体运动要点诠释:【课程:自由落体与竖直上抛运动00:02:58】1、自由落体运动的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、自由落体运动的两个基本特征①初速度为零;②只受重力。

3、自由落体运动的运动性质自由落体运动是初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动。

4、自由落体运动的加速度在同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度。

通常用符号“g”来表示。

g的方向竖直向下,大小随不同地点而略有变化。

尽管在不同地点加速度g值略有不同,但通常的计算中一般都取g=9.8m/s2,在粗略的计算中还可以取g=10m/s2。

■要点二、自由落体运动的规律要点诠释:【课程:自由落体与竖直上抛运动00:04:30】1、自由落体运动的规律可以用以下四个公式来概括■2、以下几个比例式对自由落体运动也成立①物体在1T末、2T末、3T末……nT末的速度之比为v1:v2:v3:……:v n=1:2:3:……:n②物体在1T内、2T内、3T内……nT内的位移之比为h1:h2:h3:……:h n=1:4:9:……:n2③物体在第1T内、第2T内、第3T内……第nT内的位移之比为H1:H2:H3:……:H n =1:3:5……(2n-1)④通过相邻的相等的位移所用时间之比为t1:t2:t3:……:t n=1:():():……:()要点三、伽利略对自由落体运动的研究1.伽利略的科学研究过程的基本要素为:对现象的一般观察、提出假设、运用逻辑(包括数学)得出结论、通过实验对推论进行检验、对假设进行修正和推广等.2.伽利略科学思想方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来.【典型例题】类型一、关于自由落体运动的特点的考查例1、关于自由落体运动,以下说法正确的是()A、质量大的物体自由落体时的加速度大B、从水平飞行着的飞机上释放的物体将作自由落体C、雨滴下落的过程是自由落体运动D、从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看做自由落体运动【思路点拨】理解自由落体运动的定义。

【答案】D【解析】所有物体在同一地点的加速度相等,与物体质量大小无关,故A错;从水平飞行着的飞机上释放的物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体运动,故B错;雨滴下落的过程所受空气阻力与速度大小有关,速度增大时阻力增大,雨滴速度增大到一定值时,阻力与重力相比不可忽略,不能认为是自由落体运动,故C错;从水龙头上滴落的水滴在下落过程中所受阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,故D对.【点评】1.自由落体运动的两个基本特征①初速度为零;②只受重力.自由落体运动是在条件严格约束下的一种理想化的运动模型,这种运动只有在没有空气阻力的空间里才能发生.落体运动是自然界中很普遍的一种运动形式.任何一个物体在重力作用下下落时都会受到空气阻力的作用,从而使运动情况变得复杂.但是,如果空气阻力对所研究的问题的影响可以忽略不计,那么物体的下落运动就可以看做是自由落体运动.2.在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同.我们平时看到轻重不同、密度不同的物体下落时的快慢不同,加速度也不同,那是因为它们受到的阻力不同的缘故.举一反三【变式】(2015 滕州三中期末考)关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.同一地点不同物体做自由落体运动时的加速度相同B.只要物体只受重力作用就一定做自由落体运动C.自由落体运动是匀加速直线运动D.在地球上同一地点,从同一高度做自由落体的物体,落地时间与物体的质量有关【答案】AC【解析】A 、因为物体做自由落体运动的条件:①只在重力作用下②从静止开始.只在重力作用下保证了物体的加速度为g ,则同一地点,加速度相同;从静止开始保证了物体初速度等于零.所以只受重力作用不一定是做自由落体,故A 正确,B 错误.C 、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,故C 正确.D 、从同一高度做自由落体运动的不同物体,保证了物体的加速度为g ;从静止开始保证了物体初速度等于零,下落的快慢相同,与质量无关,故D 错误.例2、有一物体自44.1米高空从静止开始竖直匀加速落下,经4秒钟到达地面,求:此物体到达地面时的瞬时速度.【思路点拨】熟悉自由落体运动的基本公式。

【答案】22.0 m/s【解析】题目中只是说物体从静止开始竖直匀加速落下,那么此物体的运动是否为“自由落体运动”呢?这就需要我们进行判断.我们可以运用自由落体运动的位移公式先算一算自44.1米高空下落到地面所需的时间: 212h gt =3t s === 由此可知:如果此物体做“自由落体运动”,只需要3秒钟就可到达地面.但是题目中的已知条件告诉我们需要4秒钟才能落到地面,可见此物体不做自由落体运动.既然此物体不做自由落体运动,它在运动过程中的加速度也不是重力加速度.那么加速度是多少呢?此物体虽然不是“自由落体运动”,但仍是初速为零的匀加速直线运动,可用下式解题:h at =21222222244.1/ 5.51/4h a m s m s t ⨯=== 然后再根据v=at 可求出v : v=at=5.51×4m/s=22.04m/s取三位有效数字,此物体到达地面时的瞬时速度为22.0 m/s.【点评】应用公式计算问题时,一定要分析物体的运动特点,不可滥套公式,要注意公式的适应条件. 类型二、对自由落体运动规律的考查例3、从离地500m 的空中自由落下一个小球,取g=10m/s 2,求: (1)小球经过多少时间落到地面;(2)从开始落下的时刻起,小球在第1s 内的位移、最后1s 内的位移; (3)小球落下一半时间的位移.【思路点拨】熟悉自由落体运动的基本规律。

【答案】10s 5m 95m 125m【解析】由h=500m 和运动时间,根据位移公式可直接算出落地时间、第1s 内位移和落下一半时间的位移.最后1s 内的位移是下落总位移和前(n-1)s 下落位移之差.解法一:(1)由公式:h=21gt 2,得落地时间:10t s === (2)第1s 内的位移:h 1=21gt 12=21×10×12 m =5m 因为从开始运动起前9s 内的位移为:h 2=21gt 22=21×10×92m=405m所以最后1s 内的位移为:h 10=h-h 9=500m-405m=95m (3)落下一半时间即t'=5s ,其位移为:h 5=21×10×52m=125m 解法二:根据初速为零的匀加速直线运动位移的特点,由第1s 内的位移h 1=5m , 可直接用比例关系求出最后1s 内的位移,即h 1:h 10=1:19 ∴h 10=19h 1=19×5m=95m同时,若把下落全程的时间分成相等的两段,则: h t/2:h t =12:22=1:4 1121150012544h h m m ==⨯= 【点评】熟练应用匀变速直线运动的几个推论可使解题简便得多. 举一反三【变式1】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. 【答案】80m【解析】解法一:画出石子的运动草图.设石子下落的总时间为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有:H=21gt 2……① 2)1(21169-=t g H ……② 解①、②两式得:t=4s H=80m解法二: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 根据推论:V t 2-V 02=2ax 有: (V+g)2-V 2=2g167H……① (V+g)2=2gH……②解①、②得:V=30m/s ,H=80m解法三: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:22)1(167t t H H H -=-得t=4s 再根据:H=21gt 2 得:H=80m.【变式2】某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2s 听到石头落地声,由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g 取10m/s 2) A.10m B. 20m C. 30m D. 40m 【答案】B类型三、“落尺”类问题例4、如图所示,悬挂的直杆AB 长为a ,在B 以下h 处,有一长为b 的无底圆筒CD ,若将悬线剪断,求: (1)直杆下端B 穿过圆筒的时间是多少? (2)整个直杆AB 穿过圆筒的时间是多少?【思路点拨】画好运动示意图是关键。

【答案】【解析】(1)直杆下端B 穿过圆筒:由B 下落到C 点(自由下落h )起到B 下落到D 点(自由下落h +b )止由得由B下落到C所需时间:B下落到D点所需时间:直杆下端B穿过圆筒的时间(2)整个直杆AB穿过圆筒:由B下落到C点(自由下落h)起到A下落到D点(自由下落h+a+b)为止整个直杆AB穿过圆筒的时间是【点评】画出情景图,找出相应的位移关系是解决此类问题的关键.举一反三【变式1】如图所示,一根长为L的直杆由A点静止释放,问它经过距A点为h的高为△h的窗户BC的时间△t.【答案】【解析】画出情景图,由图可知【变式2】如图所示,长度为5m的铁链,上端悬挂在O点.若从O点放开铁链,让其自由下落,求铁链通过O点下方25m的A点所用的时间.(g取)【答案】0.2s【解析】铁链通过O点下方25m处的A点所用时间是指从铁链的下端到达A点至铁链上端到达A点这个过程所用的时间,铁链从开始自由下落至下端到达A点,通过的位移为:同理,得铁链通过A点所用的时间为:类型四、滴水法测定重力加速度类问题例5、滴水法测重力加速度的过程是这样的:让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,使我们听到前一滴水滴到盘子上的声音时,后一滴水恰好离开水龙头,测出听到n次水击盘的总时间t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度h,即可算出重力加速度.(1)设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s,声速为340m/s,为能区别出水滴击盘的声音,甲同学认为水龙头距人耳的距离至少应达34m远,乙同学认为水龙头距盘子距离至少应达34m远.你认为他们的看法对吗?(2)请推导出用此滴水法测定重力加速度的计算式.【思路点拨】水滴做自由落体运动,按自由落体运动规律分析。

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