2019版新教材高中物理 第2章 第4節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修第一冊(cè)

第4節(jié)　自由落體運(yùn)動(dòng) 1．自由落體運(yùn)動(dòng) (1)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的兩種觀點(diǎn) ①亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)：物體下落的快慢跟它的輕重有關(guān)，重的物體下落得快。 ②伽利略的觀點(diǎn)：重的物體與輕的物體應(yīng)該下落得同樣快。 (2)伽利略的科學(xué)方法：通過(guò)邏輯推理發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行猜想，得出結(jié)論，最后用實(shí)驗(yàn)證實(shí)結(jié)論。伽利略這種推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法為物理學(xué)的研究奠定了基礎(chǔ)。 (3)定義：物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。 (4)條件：物體只受重力，且初速度為零。 (5)理解：自由落體運(yùn)動(dòng)只在真空中才能發(fā)生。在有空氣的空間，如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體的下落可以近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。 2．自由落體加速度 (1)定義：實(shí)驗(yàn)表明，在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度叫作自由落體加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。 (2)重力加速度的特點(diǎn) ①方向：重力加速度是一個(gè)矢量，其方向豎直向下。 ②大?。褐亓铀俣鹊拇笮‰S緯度和高度的變化而變化，在赤道處最小，在兩極處最大，隨著緯度的增高而增大，隨著高度的增加而減小。在一般的計(jì)算中，g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。 (3)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。 ①基本規(guī)律：速度與時(shí)間的關(guān)系：v＝gt；位移與時(shí)間的關(guān)系：h＝gt2；速度與位移的關(guān)系：v2＝2gh。 ②重要推論：平均速度公式：＝＝；連續(xù)相等時(shí)間的位移之差：Δh＝gT2。 典型考點(diǎn)一　　　對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解 1．(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng) B．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．物體只在重力的作用下從靜止開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng) D．當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計(jì)時(shí)，物體自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng) 答案　BCD 解析　物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)可以加速、減速，也可以是勻速，故A錯(cuò)誤；自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)，故C正確；自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計(jì)，物體的下落也可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)，故D正確。 典型考點(diǎn)二　　　自由落體加速度 2．(多選)關(guān)于重力加速度g，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．重的物體g大 B．同一地點(diǎn)，輕、重物體的g值一樣大 C．g值在任何地方都一樣大 D．赤道處的g值小于北極處的g值 答案　BD 解析　重力加速度g與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；在同一地點(diǎn)，輕、重物體的重力加速度g相同，故B正確；重力加速度隨著緯度的升高而增大，g值在赤道處小于北極處，故C錯(cuò)誤，D正確。 典型考點(diǎn)三　　　自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 3．甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分別從高H、2H處同時(shí)自由落下(H足夠大，且忽略其對(duì)g值的影響)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．同一時(shí)刻甲的速度比乙大 B．下落1 m時(shí)，甲、乙的速度相同 C．下落過(guò)程中甲的加速度大小是乙的5倍 D．在自由下落的全過(guò)程，兩球平均速度大小相等 答案　B 解析　因?yàn)榧?、乙兩球同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的初速度為零，加速度為g，任意時(shí)刻的速度為v＝gt，所以兩球下落過(guò)程中，在同一時(shí)刻速度相等，故A、C錯(cuò)誤；根據(jù)公式v2＝2gh，下落1 m時(shí)，甲、乙的速度相同，故B正確；二者高度不同，由t＝可知下落時(shí)間不等，由＝知平均速度不同，故D錯(cuò)誤。 4．從離地面500 m的空中由靜止開(kāi)始自由落下一個(gè)小球，g取10 m/s2，求： (1)小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面； (2)小球最后1 s內(nèi)的位移； (3)小球下落一半時(shí)間的位移。 答案　(1)10 s　(2)95 m　(3)125 m 解析　(1)由h＝gt2得落地時(shí)間 t＝＝ s＝10 s。 (2)前9 s內(nèi)的位移 h′＝gt′2＝×10×92 m＝405 m。 所以最后1 s內(nèi)的位移為 x＝h－h(huán)′＝500 m－405 m＝95 m。 (3)下落一半時(shí)間的位移為 ＝g2＝×10×2 m＝125 m。 5.有一條豎直懸掛起來(lái)的長(zhǎng)為4.2 m的細(xì)桿AB，在桿的正下方離B端0.8 m的地方有一個(gè)水平放置的圓環(huán)C，如圖所示，若讓桿自由下落，求：(g取10 m/s2) (1)從桿下落開(kāi)始，上端A及下端B到達(dá)圓環(huán)所經(jīng)歷的時(shí)間； (2)AB桿通過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中所用的時(shí)間。 答案　(1)1.0 s　0.4 s　(2)0.6 s 解析　(1)桿下落過(guò)程中，做自由落體運(yùn)動(dòng)。 桿的A點(diǎn)到達(dá)圓環(huán)的過(guò)程中，hA＝gt， 桿的B點(diǎn)到達(dá)圓環(huán)的過(guò)程中，hB＝gt， 其中，hA＝5.0 m，hB＝0.8 m， 解得tA＝1.0 s，tB＝0.4 s。 (2)桿通過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中所用的時(shí)間t＝tA－tB＝0.6 s。 - 4 -