高一物理上学期 25自由落体运动件 新人教版必修1

2.5自由落体运动1.初速度为零的匀变速直线运动的规律速度与时间的关系:v=at.(2)位移与时间的关系:x=at2.(3)位移与速度的关系:v2=2ax.2.理想化的研究方法:抓住所研究问题的主要因素,忽略次要的非本质因素,从而建立理想化的物理模型的研究方法.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)性质:自由落体运动是初速度为

的匀加速直线运动.(3)空气中物体下落由于受

阻力的影响,不是自由落体运动,如果空气阻力的作用可以忽略,物体的下落可近似看做自由落体运动.2.自由落体加速度(1)定义:物体自由下落时的加速度叫

.也叫做

.(2)方向:

.(3)大小:随纬度的增加而

,一般计算中,g=

m/s2,有时也可取g=10m/s2.3.自由落体运动的运动规律(1)速度与时间的关系:

.(2)位移与时间的关系:

.(3)位移与速度的关系:

.自我校对1.（1）重力静止（2）零（3）空气2.（1）自由落体加速度重力加速度（2）竖直向下（3）增大9.83.（1）v=gt

（2）x=gt2(3)v2=2gx1.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【答案】

BCD2.关于重力加速度的说法中正确的是()A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B.重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小C.重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢D.轻物体和重物体的重力不同，所以重的物体先落地【答案】

C3.在忽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，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是()A.重的石块落得快，先着地B.轻的石块落得快，先着地C.在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度D.两块石块在下落这段时间内的平均速度相等【解析】忽略空气阻力的情况下，两石块的自由下落可以看做是自由落体，由自由落体运动的基本规律可知C、D正确.【答案】CD动手做一做教材中“看看你反应的快慢”的小实验,并分析讨论实验的原理.刻度尺的自由下落可以看做是自由落体运动,根据自由落体运动的位移与时间关系式x=gt2,在已知x的情况下便可求得刻度尺的下落时间,即为人的反应时间.一、自由落体运动1.自由落体运动是一种理想化模型,只有当空气阻力可以忽略不计时,且物体由静止开始的自由下落才可看做自由落体运动.2.运动的条件:v0=0,a=g,只受重力作用.3.速度—时间图象:自由落体运动中v=gt,所以v-t图象是一条过原点的斜率为g的倾斜直线.4.运动规律:自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,因此匀变速直线运动的公式及推论都适用,主要有v=gt,x=gt2,v2=2gx.5.自由落体运动的v-t图象是一条过原点的倾斜直线,斜率k=g.例1（原创题）2010年3月14日，儿童小泽被高空坠物砸伤住院.事情见报后，高空坠物引发的安全问题再次引起人们的强烈关注（据《惠州日报》）.假设一个花盆从10楼窗口落下砸向楼下经过的行人，每层楼高2.8m，1.3s后行人发现花盆，要躲开花盆，至多允许他有多长的反应时间？花盆落地时，速度有多大？【点拨】注意本题中没有提到人的身高，也就是说，花盆落在地面才算砸到人.【解析】花盆落下的运动，可以看做自由落体运动，且从15楼窗口落下的高度可看做14层楼高，而非15层楼高.花盆落下的高度为h=14×2.8m=39.2m,根据h=12gt2,可以解得t=2.83s,所以反应时间为Δt=t-1.3s=1.53s,花盆落下时的速度由v2=2gh可以求得v=27.7m/s.1.关于自由落体运动，下列说法中正确的是()A.在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C.质量大的物体，所受重力大，因而落地速度大D.自由落体的加速度在地球赤道处最大【解析】自由落体运动的条件是物体只受重力作用且初速度为零,在同一地点g相同,从赤道向两极加速度变大,自由落体运动的着地速度v=,与重力无关.【答案】B二、自由落体加速度1.大小:通常取g=9.8m/s2,自由落体加速度随地理纬度的增加而增大.在赤道上最小,南北两极最大,在同一地点所有做自由落体运动的物体的加速度都相同.2.方向:竖直向下,在任意相等时间内速度增量Δv=gt都相等,方向为竖直向下.3.测量方法:利用打点计时器或频闪照片来研究自由落体运动,根据测量匀变速直线运动加速度的方法(Δx=aT2)来测得当地的自由落体加速度.例2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，让前一滴水滴到盘子里而听到声音时,后一滴恰离开水龙头，测出从第一次听到声音到第n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头口到盘子的高度差h,即可算出重力加速度.假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34mB.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【点拨】解答本题的关键,在于正确理解水滴下落在空中的运动时间.【解析】n次响声间隔时间t对应(n-1)个水滴下落时间,所以一个水滴下落时间为t1=

.由h=gt21得g=

,水龙头到盘子的距离最少为hmin=×10×0.12m=0.05m≠34m.另外,需要指出的是,人听到两滴水响声的时间间隔即为产生两次响声的时间间隔,即一滴水自由落体的时间,与人耳距水龙头的距离无关,所以本题正确答案为D.【答案】D2.（2010·郑州四中高一)关于自由落体加速度g，下列说法正确的是()A.地球上同一地点,轻重不同的物体，g值一样大B.地球上同一地点，密度大的物体g值大C.g值在地球上任何地方一样大D.赤道处的g值大于两极处【解析】重力加速度随地理纬度的增大而增大，赤道最小，两极最大，同一地点所有物体做自由落体运动的加速度都相同，只有A项正确.【答案】A自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，自由落体运动的基本公式都是以此为前提条件的.抛开公式成立的前提条件，一味地乱套公式是对自由落体运动公式理解的一个误区.【例】一个物体从某处由静止自由下落，它在落地前的1s内通过的位移为整个位移的，求物体开始下落时的高度.（g=10m/s2）【错解】设物体下落时的高度为h，因为物体的运动为自由落体运动，根据h=gt2，则有h=gt2，解之得h=13.9m.【剖析】物体由静止开始自由下落时，对整个过程来说，物体做初速度为零的匀加速直线运动，但对下落的最后1秒内来说，物体的运动不是初速度为零的匀加速直线运动，而是具有一定的初速度.正是因为对整体和部分的关系分析不清，导致了错用物理规律，形成错误的结果.【正解】设物体下落的总时间为t，通过的位移为H，物体在最初的（t-1)秒内的位移为h.因为v0=0，则有H=gt2