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2019-2020年高考物理 自由落體運動學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.認(rèn)識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。 2.能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關(guān)的運動軌跡并能自主進行分析。 3.知道什么是自由落體的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。 4.掌握如何從勻變速直線運動的規(guī)律推出自由落體運動規(guī)律，并能夠運用自由落體規(guī)律解決實際問題。 5.初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，重點培養(yǎng)實驗?zāi)芰屯评砟芰Α? 二、 回答問題 1、為什么有時重的物體下落快，輕的物體下落慢？為何會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢? 2、自由落體運動是一種什么樣的運動？勻速直線運動 ? 勻加速直線運動? 怎么證明？ 三、課前預(yù)習(xí) 1.自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止開始的下落運動叫_________。這種運動只有在__________中才能發(fā)生；在有空氣的空間中，如果空氣阻力的作用____________，物體的下落也可以看成自由落體運動。 2.物體做自由落體運動需要滿足兩個條件① 和 ② 。因此自由落體運動是__________的 運動。 3.自由落體加速度又叫做 ，用符號 表示。在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、緯度越高，g越 ；2、同一緯度，高度越大，g越 。一般的計算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果沒有特殊說明，都按 m/s2計算。重力加速度的方向 4.自由落體運動的速度時間關(guān)系是 ；位移與時間關(guān)系是 ；位移與速度的關(guān)系是 。 四、例題分析 例1、關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是（ ） A. 物體做自由落體運動時不受任何外力的作用 B. 在空氣中忽略空氣阻力的運動就是自由落體運動 C. 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動 D. 不同物體做自由落體時其速度變化的快慢是不相同的 【解析】做自由落體運動的物體只受重力，A錯；忽略空氣阻力，還需要初速度為零，B錯；C正確 ；不同物體做自由落體運動的運動規(guī)律是完全一樣的，所以加速度是一樣的，當(dāng)然速度變化快慢是一樣的。D錯。 【答案】C 例2、甲物體的重力比乙物體的重力大5倍，甲從H m高處自由落下，乙從2H m高處同時自由落下．以下幾種說法中正確的是（）、 A．兩物體下落過程中，同一時刻甲的速率比乙大 B．下落l s末，它們的速度相等 C．各自下落l m它們的速度相等 D．下落過程中甲的加速度比乙大 【解析】因為甲乙都是自由落體運動，所以運動規(guī)律完全一樣，D錯；因為是同時下落，根據(jù)可知同一時刻甲乙的速率一樣大，A錯，B正確；根據(jù)知C正確； 【答案】BC 【變試訓(xùn)練】在忽略空氣阻力的情況下，讓一輕一重的兩塊石塊從同一高度同時自由下落，則關(guān)于兩塊石塊的運動情況，下列說法正確的是（ ） A．重的石塊落得快，先著地 B．輕的石塊落得快，先著地 C．在著地前的任一時刻，兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度 D．兩塊石塊在下落段時間內(nèi)的平均速度相等 例3、從某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度為塔高的7/16，求塔高。 【解析】方法一： 　　　畫出石子的運動草圖。 設(shè)石下落的總時間為t，塔高為H，則下落距離為塔高的9/16時經(jīng)過時間（t-1），根據(jù)自由落體運動的位移公式： ……① ……② 解①、②兩式得：t=4s　 H=80m 方法二： 設(shè)石子落地前最后一秒的初速度為V，則落體瞬間的速度為V+g 根據(jù)有： 　……① 　　② 解①、②得：V=30m/s，H=80m 方法三： 畫出物體做自由落體運動的圖象，如圖所示。 三角形OMN的面積表示石子在前t-1秒內(nèi)下降的高度。大三角形的面積表示塔高。根據(jù)面積比等于相似比的平方，應(yīng)有： 　 得：t=4s 再根據(jù)　 　　　　得：H=80m。 【答案】80m 【點評】由于本章公式多，解題方法很多，通過本題體會一題多解的思路，既鍛煉了應(yīng)用公式的能力，又體會到學(xué)習(xí)物理的方法。并且要會應(yīng)用圖象解決物理問題的思維方法。 【變試訓(xùn)練】物體從高h(yuǎn)處自由下落，它落到地面前的1s內(nèi)共下落了35m，求物體下落的高度及下落的時間。 五、鞏固練習(xí) 1．關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是（ ） A．物體豎直向下的運動一定是自由落體運動 B．自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動 C．物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動 D．當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計時，物體自由下落可視為自由落體運動 2．關(guān)于重力加速度的說法中正確的是（ ） A．重力加速度表示自由下落的物體運動的快慢 B．重力加速度表示自由下落物體運動速度變化的大小 C．重力加速度表示自由下落物體運動速度變化的快慢 D．輕物體和重物體的重力加速度不同，所以重的物體先落地 3．甲、乙兩物體分別從10m和20m高處同時自由落下，不計空氣阻力，下面描述正確的是（ ） 　　A.落地時甲的速度是乙的1/2 　　B.落地的時間甲是乙的2倍 　　C.下落1s時甲的速度與乙的速度相同 　　 D.甲、乙兩物體在最后1s內(nèi)下落的高度相等 4．圖1所示的各v－t圖象能正確反映自由落體運動過程的是（ ） 　　 5．從某高處釋放一粒小石子，經(jīng)過1s從同一地點再釋放另一粒小石子，則在它們落地之前，兩粒石子間的距離將 （ ） 　　A.保持不變 B.不斷增大 　　C.不斷減小 D.有時增大，有時減小 6．質(zhì)量為2kg的小球從離地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求 1、經(jīng)過多長時間落地？ 2、第一秒和最后一秒的位移。 3、下落時間為總時間的一半時下落的位移。 7．人從發(fā)現(xiàn)問題到采取相應(yīng)行動所用的時間稱為反應(yīng)時間，該時間越小說明人的反應(yīng)越靈敏，反應(yīng)時間可用自由落體運動來測試：請一同學(xué)用兩個手指捏住直尺的頂端，你用一只手在直尺下端做捏住直尺的準(zhǔn)備，但手不能碰到直尺，記下這時手指在直尺上的位置。當(dāng)看到那位同學(xué)放開直尺時，你立即捏住直尺，測了直尺下落的高度為10 cm ，那么你的反應(yīng)時間是多少？ 【能力拓展】 1. 兩個物體用長L＝9.8 m的細(xì)繩連接在一起，從同一高度以1 s的時間差先后自由下落，當(dāng)繩子拉緊時，第二個物體下落的時間是多少? 2. 一礦井深為125 m ，在井口每隔一定時間自由下落一個小球。當(dāng)?shù)?1個小球剛從井口開始下落時，第1個小球恰好到達(dá)井底，求： （1）相鄰兩個小球開始下落的時間間隔； （2）這時第3個小球和第5個小球相隔的距離。（g=10 m/s2 ） 【課后作業(yè)】 為了測出井口到里水面的深度，讓一個小石塊從井井口落下，經(jīng)過2s后聽到石塊落到水里的聲音。求井口到水面的大約深度（不考慮聲音傳播所用的時間 )