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2.5 自由落体运动课前自主预习1、 自由落体运动1、 定义:物体只在 作用下从 开始下落的运动。2、 物体做自由落体运动的条件:(1) 只受 作用;(2) 等于0。3、 运动的性质:初速度为0的 运动。2、 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 ,这个加速度叫自由落体加速度,也叫 加速度。2、 方向: 。3、 大小:在地球上其大小随地理纬度的增加而 ,在赤道上 , 两极处 ,一般计算中,常取g= 或g= 。3、 自由落体运动规律1、 自由落体运动的实质:初速度v0= ,加速度a= 的 运动。2、 基本公式: (1)速度公式:v= (2)位移公式:h= (3)位移速度关系式:v2= 重难点点拨(一)自由落体运动例1.关于自由落体运动,下列说法正确的是( )A.它是竖直向下,v0=0,a=g的匀加速直线运动B.从开始下落起,连续的三个1s内通过的位移之比是123C.从开始下落起,连续的三个1s末的速度大小之比是135D从开始下落起,通过连续的三段相等长度所用时间之比为135变式训练11关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是( )A. 同一地点轻重物体的g值一样大 B. 重的物体的g值大 C. g值在地面任何地方一样大 D. g值在赤道处于大于南北两极 (二)实验探究自由落体运动例2.某同学用如右图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点,所有测量数据及其标记符号如下图所示:(1)本实验中,电磁式打点计时器所使用的电源是_(填“甲”或“乙”)甲电压合适的50Hz的交流电源; 乙电压可调的直流电源;(2)设相邻两个计数点的时间间隔为T,则计算重力加速度的表达式为_;重力加速度的计算结果是g= m/s2(结果保留3位有效数字)变式训练21滴水法测重力加速度的过程如下:让水龙头的水一滴一滴地滴到其正下方的盘子里,调整水龙头的松紧,让前一滴水滴到盘子而听到响声时后一滴水恰离开水龙头,测出n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s,声速为340m/s,则( ) A水龙头距人耳的距离至少为34m B水龙头距盘子的距离至少为34mC重力加速度的计算式为 D重力加速度的计算式为(三)自由落体运动的规律例3.屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第五滴正欲滴下时,第一滴刚好落到地面,而第三滴与第二滴分别位于高1m的窗子的上、下沿,如图所示,求:(1)滴水的时间间隔是多少? (2)此屋檐离地面多高?解析样本解解:设滴水的时间间隔为T,知窗子的高度等于自由落体下落3T内位移减去2T的位移,有: T=0.2s故滴水的时间间隔为0.2s(2)水从屋檐下落到地面时间t=4T 故屋檐离地面的高度为3.2m变式训练31从离地面80m的空中自由下落一个小球,取g=10m/s2,求:(1)经过多长时间小球落到地面(2)自开始下落计时,小球在第1s内的位移、最后1s内的位移(3)小球下落一半时间的位移(四)竖直上抛运动问题的求解例4.某人站在高楼的平台边缘,以20m/s的初速度竖直向上抛出一石子,不考虑空气阻力,(g取10m/s2)求:(1) 物体上升的最大高度是多少?回到抛出点的时间是多少?(2) 石子抛出后通过距抛出点下方20m处所需的时间,不考虑空气阻力变式训练4-1一气球以4m/s的速度匀速直线上升,它上升到217m高度时,从气球上掉下一个重物,则物体经多长时间落地,到达地面时速度多大?(g=10m/s2)课堂知识演练1(多选)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2.一质点做自由落体运动,落地速度为8m/s,它是从 米高处自由下落的,下落时间为 秒3.(多选)如图所示,图像中能够反映自由落体运动规律的是( ) A B C D4.从楼顶上自由下落的小球经过某窗户顶部和底部时的速度分别为4m/s和6m/s,试求该窗户的高度为 5.做自由落体运动的物体,通过前一半路程和后一半路程所用的时间之比为多少?6. 某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中。已知本次摄影的曝光时间是0.02s,量得照片中石子运动痕迹的长度为 1.6cm ,实际长度为 100cm 的窗框在照片中的长度是4.0cm,凭以上数据,你知道这个石子是从多高的地方落下的吗?(g取10m/s2)课后巩固提高7.从某一高度相隔1 s先后释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,它们在空中下落的过程中( )A.两球距离始终保持不变,两球速度差保持不变B.两球距离越来越大,速度之差也越来越大C.两球距离越来越大,速度之差保持不变D.两球距离越来越小,速度之差越来越小8.(多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )A自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B竖直方向的位移只要满足x1:x2:x3=1:4:9的运动就是自由落体C自由落体运动在开始连续的三个2s内的路程之比为1:3:5D自由落体运动在开始连续的三个1s末的速度之比为1:3:59.某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆,据此可估算他起跳时竖直向上的速度大约为( )A 2m/s B 4m/s C 6m/s D 8m/s10.假设一个物体在某行星的一个悬崖上,从静止自由下落。1s内从起点落下4m,再落下4s,它在起点下 m处。11 .从某电视塔塔顶附近的平台处释放一个小球,不计空气阻力和风的作用,小球自由下落。若小球在落地前的最后2s内的位移是80m,该平台离地面的高度是 m,该小球落地时的瞬时速度大小是 。(取g=10m/s2) 12如图所示,一段长为L=1m的棒,上端悬挂在天花板上P点,棒的正下方固定着一个高为d=1m的中空圆筒Q棒被释放后自由落下,它通过圆筒所需时间为t=0.5s求:圆筒上缘离天花板的距离h(g=10m/s2)13.一跳伞运动员从365m在高空离开飞机跳伞下落,为争取落的快,落得准,开始时未打开伞而自由下落,下落一段高度后打开降落伞,开伞后则以2.0m/s2匀减速下降,到地面时的速度为4m/s,g取10m/s2,问:运动员在离地面多高处拉开降落伞? 14. 某人在高层楼房的阳台外侧以20m/s的速度竖直向上抛一小球,小球运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是多少(g取10m/s2)?
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