高中物理____2.2_自由落体运动的规律_课件(沪科版必修1)

1、 自由落体运动的规律自由落体运动的规律一、自由落体一、自由落体1物体只在物体只在_作用下，从作用下，从_开始下落的运开始下落的运动，叫做自由落体运动动，叫做自由落体运动2自由落体运动是自由落体运动是_运动运动3在有空气的空间，如果在有空气的空间，如果_的作用比较的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动运动知识梳理知识梳理重力重力静止静止初速度为零的匀加速直线初速度为零的匀加速直线空气阻力空气阻力二、自由落体加速度二、自由落体加速度1在同一地点，一切物体自由下落的加速度都在同一地点，一切物体自由下落的加速度都_，这个加速度叫做，这个加

2、速度叫做_，也叫做，也叫做_，其方向，其方向_.2地球上越靠近赤道的地方重力加速度越地球上越靠近赤道的地方重力加速度越_，越靠近两极的地方，重力加速度越越靠近两极的地方，重力加速度越_，一般计算中，一般计算中，g_或近似计算中或近似计算中g_.相同相同自由落体加速度自由落体加速度重力加速度重力加速度竖直向下竖直向下小小大大9.8 m/s210 m/s2vgtv22gs1在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢与重力大小无关与重力大小无关2自由落体运动：物体只在重力作用下从静止自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫自由落体运动开始下落的运动，

3、叫自由落体运动3自由落体运动的特点自由落体运动的特点(1)初速度：初速度：v00(2)受力特点：只受重力作用，没有空气阻力或受力特点：只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计空气阻力可以忽略不计4自由落体运动的性质自由落体运动的性质自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动对自由落体运动的理解对自由落体运动的理解【例例1】 关于自由落体运动，以下说法正确的关于自由落体运动，以下说法正确的是是 ()A质量大的物体自由下落时的加速度大质量大的物体自由下落时的加速度大B从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动由落

4、体运动C雨滴下落的过程是自由落体运动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似看做自由落体运动解析解析：自由下落时的加速度在同一地点相同，：自由下落时的加速度在同一地点相同，与质量无关，故与质量无关，故A项错，从飞行的飞机上释放的物体项错，从飞行的飞机上释放的物体初速度不为零，故不做自由落体运动，初速度不为零，故不做自由落体运动，B项错，雨滴项错，雨滴下落过程中阻力随速度的增大而增大，最终会做匀下落过程中阻力随速度的增大而增大，最终会做匀速运动，故速运动，故C项错，水龙头上滴落的水滴所受阻力可项错，水龙头上滴落的水

5、滴所受阻力可忽略，故忽略，故D项对项对答案答案：D 关于自由落体运动，下列说法中正确的是关于自由落体运动，下列说法中正确的是 ()A初速度为零的竖直向下的运动是自由落初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动体运动B只在重力作用下的竖直向下的运动是自只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动由落体运动C自由落体运动在任意相等的时间内速度自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等变化量相等D自由落体运动是初速度为零，加速度为自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动的匀加速直线运动解析解析：A选项中，竖直向下的运动，有可能受选项中，竖直向下的运动，有可能受到空气阻力或其他力的影响，下

6、落的加速度不等于到空气阻力或其他力的影响，下落的加速度不等于g，这样就不是自由落体运动；选项这样就不是自由落体运动；选项B中，物体有可能具中，物体有可能具有初速度，所以选项有初速度，所以选项A、B不对选项不对选项C中，因自由中，因自由落体运动是匀变速直线运动，加速度恒定，由加速落体运动是匀变速直线运动，加速度恒定，由加速度的概念度的概念a ，可知，可知，vgt，所以若时间相等，所以若时间相等，则速度的变化量相等，选项则速度的变化量相等，选项D可根据自由落体运动的可根据自由落体运动的性质判定是正确的性质判定是正确的答案答案：CD1自由落体加速度也叫重力加速度，是由物体自由落体加速度也叫重力加速度

7、，是由物体受到的重力产生的受到的重力产生的2符号符号g，单位，单位 米米/秒秒2( m/s2)3特点特点(1)重力加速度的方向总是竖直向下的重力加速度的方向总是竖直向下的(2)在同一地点，一切物体在自由落体运动中的在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，因此，一切物体自由下落的快慢是加速度都相同，因此，一切物体自由下落的快慢是相同的相同的自由落体加速度自由落体加速度平时我们看到轻重不同、形状不同、密度不同平时我们看到轻重不同、形状不同、密度不同的物体下落时快慢不同，是由于它们受到空气阻力的物体下落时快慢不同，是由于它们受到空气阻力的影响不同造成的的影响不同造成的(3)在地球上的不同

8、地方，自由落体加速度的大在地球上的不同地方，自由落体加速度的大小略有不同在地球表面上，从赤道到两极，自由小略有不同在地球表面上，从赤道到两极，自由落体的加速度逐渐增大，在赤道上最小，为落体的加速度逐渐增大，在赤道上最小，为9.780 m/s2；在两极最大，为；在两极最大，为9.832 m/s2.(4)在地球上同一地方的不同高度上，自由落体在地球上同一地方的不同高度上，自由落体加速度的大小也略有不同，随高度的升高，重力加加速度的大小也略有不同，随高度的升高，重力加速度逐渐减小，但在高度相差不太大时，不需要考速度逐渐减小，但在高度相差不太大时，不需要考虑重力加速度的微小差异虑重力加速度的微小差异【

9、例例2】 关于自由落体加速度关于自由落体加速度g，下列说法正确，下列说法正确的是的是 ()A质量大的物体质量大的物体g值大值大B在同一地点，轻、重物体的在同一地点，轻、重物体的g值一样大值一样大C赤道的赤道的g值大于北极的值大于北极的g值值Dg值在地球上任何地方都一样大值在地球上任何地方都一样大解析解析：g值与物体的质量无关，值与物体的质量无关，A错误；在同一错误；在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，地点，一切物体自由下落的加速度都相同，B正确；正确；重力加速度的大小随着纬度的增加而增加，在赤道重力加速度的大小随着纬度的增加而增加，在赤道最小，越往两极越大，最小，越往两极越大，C、D错

10、误错误答案答案：B 关于重力加速度，以下说法正确的是关于重力加速度，以下说法正确的是()A重力加速度表示自由下落的物体运动的重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢快慢B重力加速度表示自由下落的物体运动速度重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小变化的大小C重力加速度表示自由下落的物体运动速重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢度变化的快慢D轻重不同的物体的重力加速度不同轻重不同的物体的重力加速度不同答案答案：C(1)实验方法实验方法借助纸带分析，利用逐差法计算得到当地重力借助纸带分析，利用逐差法计算得到当地重力加速度加速度借助闪光照片记录自由落体物体在每隔一段时借助闪光照片记录自

11、由落体物体在每隔一段时间后的位置间后的位置(频闪照相类似于打点计时器打点，但前频闪照相类似于打点计时器打点，但前者也可以用于曲线运动的研究者也可以用于曲线运动的研究)，再由，再由sgT2求出重求出重力加速度力加速度重力加速度的测定重力加速度的测定(2)数据处理方法数据处理方法逐差法逐差法如图如图222所示，所示，s1、s2、s3sn是相邻两计是相邻两计数点间的距离，数点间的距离，s是两个连续相等的时间内的位移是两个连续相等的时间内的位移之差，即之差，即s1s2s1，s2s3s2，T是两相邻是两相邻计数点间的时间间隔且计数点间的时间间隔且T0.02n s(n为两相邻计数点为两相邻计数点间的间隔数

12、间的间隔数)图图222图像法图像法先用平均速度法求出各点的瞬时速度，然后在先用平均速度法求出各点的瞬时速度，然后在vt图像中描点作图，直线的斜率即为重力加速度图像中描点作图，直线的斜率即为重力加速度g.【例例3】 某同学用图某同学用图223所示装置测量重力所示装置测量重力加速度加速度g所用交流电频率为所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某在所选纸带上取某点为点为0号计数点，然后每号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图测量数据及其标记符号如图224所示所示图图223该同学用两种方法处理数据该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点为相邻两计数

13、点的时间间隔的时间间隔)：图图224从数据处理方法看，在从数据处理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，中，对实验结果起作用的，方法一中有对实验结果起作用的，方法一中有_；方法；方法二中有二中有_因此，选择方法因此，选择方法_(一或二一或二)更合理，这样可以减小实验的更合理，这样可以减小实验的_(系统或偶系统或偶然然)误差本实验误差的主要来源有误差本实验误差的主要来源有_(试举试举出两条出两条)答案答案：见解析：见解析自由落体的运动规律自由落体的运动规律(6)若从开始运动时刻计时，划分为相等的时间若从开始运动时刻计时，划分为相等的时间间隔间隔T，则有如下比例关系，则有如下比例关系T末

14、、末、2T末、末、3T末末瞬时速度之比瞬时速度之比v1 v2 v3 1 2 3 T内、内、2T内、内、3T内内位移之比位移之比s1 s2 s3 1 4 9 第一个第一个T内、第二个内、第二个T内、第三个内、第三个T内内位位移之比移之比s s s 1 3 5 (7)若从运动起点若从运动起点(初位置初位置)划分为连续相等的位划分为连续相等的位移移x；则有如下比例关系；则有如下比例关系2图像图像自由落体运动的自由落体运动的vt图像图像是一条通过原点的斜向上的直是一条通过原点的斜向上的直线，它的斜率是线，它的斜率是g，图线与横，图线与横轴包围的轴包围的“三角形的面积三角形的面积S”为为物体下落的高度物

15、体下落的高度h，如图，如图225所示所示图图225【例例4】 一矿井深为一矿井深为125 m，在井口每隔一定时，在井口每隔一定时间自由下落一个小球当第间自由下落一个小球当第11个小球刚从井口开始个小球刚从井口开始下落时，第下落时，第1个小球恰好到达井底，则相邻小球开始个小球恰好到达井底，则相邻小球开始下落的时间间隔为多少？这时第下落的时间间隔为多少？这时第3个小球和第个小球和第5个小个小球相距多远？球相距多远？(g取取10 m/s2)解析解析：设相邻小球开始下落的时间间隔为：设相邻小球开始下落的时间间隔为T，则，则第第1个小球从井口落至井底的时间个小球从井口落至井底的时间t10 T要求此时第要

16、求此时第3个小球和第个小球和第5个小球的间距，可采个小球的间距，可采用下面的方法用下面的方法解法二解法二：由第：由第3个小球和第个小球和第5个小球的下落时间个小球的下落时间t38T，t56T知此时两球的瞬时速度分别为知此时两球的瞬时速度分别为v3gt31080.5 m/s40 m/sv5gt51060.5 m/s30 m/s根据匀变速直线运动公式根据匀变速直线运动公式vt2v022as得得解法三解法三：由第：由第4个小球下落时间个小球下落时间t47T，得到此，得到此时第时第4个小球的瞬时速度个小球的瞬时速度v4gt4g7T1070.5 m/s35 m/s因为做匀变速直线运动的物体在某段时因为做

17、匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以此间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以此时第时第3个小球至第个小球至第5个小球这段时间内的平均速度个小球这段时间内的平均速度v435 m/s这段时间内两球间距离这段时间内两球间距离解法四解法四：利用初速度为零的匀加速直线运动的：利用初速度为零的匀加速直线运动的规律规律从时间从时间t0开始，在连续相等的时间内位移之开始，在连续相等的时间内位移之比等于以比等于以1开始的连续奇数比从第开始的连续奇数比从第11个小球下落开个小球下落开始计时，经始计时，经T，2T，9T,10T后它将依次到达第后它将依次到达第10个、第个、第9个

18、、个、第、第2个、第个、第1个小球的位置，各个个小球的位置，各个位置之间的位移之比为位置之间的位移之比为1 3 5 17 19，所，所以这时第以这时第3个小球和第个小球和第5个小球间距离个小球间距离答案答案：0.5 s35 m 从一高塔上释放一个小铁球，经过从一高塔上释放一个小铁球，经过1 s再从再从同一地点释放另一个小铁球，不计空气阻力，则同一地点释放另一个小铁球，不计空气阻力，则在两球落地之前在两球落地之前 ()A两球之间的距离保持不变，速度之差保两球之间的距离保持不变，速度之差保持不变持不变B两球之间的距离不断增大，速度之差保持两球之间的距离不断增大，速度之差保持不变不变C两球之间的距离

19、不断增大，速度之差也两球之间的距离不断增大，速度之差也越来越大越来越大D两球之间的距离不断减小，速度之差也两球之间的距离不断减小，速度之差也越来越小越来越小解析解析：答案答案：B【例例5】 如图如图226所示，一名跳水运动员从所示，一名跳水运动员从高出水面高出水面10 m的跳台向上跃起，举双臂直体离开台的跳台向上跃起，举双臂直体离开台面，重心面，重心(此时其重心位于从手到脚全长的中点此时其重心位于从手到脚全长的中点)升高升高0.45 m达到最高点落水时身体竖直，手先入水达到最高点落水时身体竖直，手先入水(在在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)，从离开，从

20、离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多长？多长？(不计重力，不计重力，g取取10 m/s2)图图226解析：解析：答案答案：1.75 s1关于自由落体运动，下列说法中正确的是关于自由落体运动，下列说法中正确的是 ()A物体竖直向下的运动一定是自由落体运动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、加速度为自由落体运动是初速度为零、加速度为g的的竖直向下的匀加速直线运动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动叫做自由落体运动D当空气阻力的作用比

21、较小，可以忽略不计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时，物体自由下落可视为自由落体运动基础自测基础自测解析解析：自由落体运动是物体只在重力作用下从：自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，它是一种初速度为零、加速静止开始下落的运动，它是一种初速度为零、加速度为度为g的匀加速直线运动如果空气阻力的作用比较的匀加速直线运动如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动，所以体运动，所以B、C、D正确，正确，A不正确不正确答案答案：BCD2在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两在忽

22、略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是的运动情况，下列说法正确的是 ()A重的石块落得快，先着地重的石块落得快，先着地B轻的石块落得快，先着地轻的石块落得快，先着地C在着地前的任一时刻，两块石块具有相同在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度，相同的位移，相同的加速度的速度，相同的位移，相同的加速度D两块石块在下落时间段内的平均速度相等两块石块在下落时间段内的平均速度相等答案答案：CD3甲、乙两物体在同一地点分别从甲、乙两物体在同一地点分别从4h与与h高处高处开始做自由落体运动，若

23、甲的质量是乙的开始做自由落体运动，若甲的质量是乙的4倍，则下倍，则下列说法中正确的是列说法中正确的是 ()A甲、乙两物体落地时速度相等甲、乙两物体落地时速度相等B落地时甲的速度是乙的落地时甲的速度是乙的2倍倍C甲、乙两物体同时落地甲、乙两物体同时落地D甲在空中运动的时间是乙的甲在空中运动的时间是乙的2倍倍答案答案：BD4唐代大诗人李白用唐代大诗人李白用“飞流直下三千尺，疑是飞流直下三千尺，疑是银河落九天银河落九天”描述了庐山瀑布的美景不计空气阻力，描述了庐山瀑布的美景不计空气阻力，下落一千尺和三千尺时的速度之比为下落一千尺和三千尺时的速度之比为 ()解析解析：把瀑布的下落看成自由落体运动，三千：把瀑布的下落看成自由落体运动，三千尺换算成尺换算成1 000 m，g取取10 m/s2，由速度与位移的关，由速度与位移的关系得系得这样算出的速度值是不计阻力的理想情况实这样算出的速度值是不计阻力的理想情况实际上由于空气阻力的存在，从很高处落下的水滴随际上由于空气阻力的存在，从很高处落下的水滴随着速度的增大，阻力迅速增大，最后将以一个稳定着速度的增大，阻力迅速增大，最后将以一个稳定的速度下落，到达地面时的速度并不大的速度下落，到达地