2022年初升高物理銜接講義 07 自由落體運(yùn)動(dòng)（教師版+學(xué)生版）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

專題07 自由落體運(yùn)動(dòng) 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(只有在沒(méi)有空氣的空間里才能發(fā)生).在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體勻動(dòng)中的加速度都相同.這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度(方向豎直向下)，用g表示.在地球兩極自由落體加速度最大，赤道附近自由落體加速度最小.[注意]：不考慮空氣阻力作用，不同輕重的物體下落的快慢是相同的. 豎直上拋運(yùn)動(dòng)：將物體以一定初速度沿豎直方向向上拋出，物體只在重力作用下運(yùn)動(dòng)(不考慮空氣阻力作用).[注意]：①運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)v= 0，a = -g(取豎直向下方向?yàn)檎较?/span>)②能上升的最大高度hmax=v0 2 /2g，所需時(shí)間t =v0/g.③質(zhì)點(diǎn)在通過(guò)同一高度位置時(shí)，上升速度與下落速度大小相等；物體在通過(guò)一段高度過(guò)程中，上升時(shí)間與下落時(shí)間相等(t =2v0/g).一、自由落體運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。(2)特點(diǎn)：自由落體是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(3)重力加速度同一地點(diǎn)，一切物體的自由落體的加速度都相同，這個(gè)加速度叫重力加速度，用g表示地球上不同的緯度、高度g值不同。(緯度越大，g越大；高度越高，g越小。)其方向?yàn)樨Q直向下。通常的計(jì)算，g值取9.8m/s2，粗略計(jì)算：g=10m/s2(4)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以用以下四個(gè)公式來(lái)概括
　　 ■
2、以下幾個(gè)比例式對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)也成立
　　①物體在1T末、2T末、3T末……nT末的速度之比為
　　　v1：v2：v3：……：vn=1：2：3:……：n
　　②物體在1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)……nT內(nèi)的位移之比為
　　　h1：h2：h3：……：hn=1：4：9:……：n2
　　③物體在第1T內(nèi)、第2T內(nèi)、第3T內(nèi)……第nT內(nèi)的位移之比為
　　　H1：H2：H3：……：Hn =1：3：5……(2n-1)
　　④通過(guò)相鄰的相等的位移所用時(shí)間之比為
　　　t1：t2：t3：……：tn=1：()：()：……：()1．理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng)．知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．2．理解什么是自由落體加速度，知道它的方向．知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同．3．初步掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．[典例1]關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻速直線運(yùn)動(dòng)B．在同一地點(diǎn)，輕重不同的物體的g值一樣大C．物體的質(zhì)量越大，下落時(shí)加速度就越大D．當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>9.8m/s2，則物體在該處自由下落的過(guò)程中，每秒速度都增加9.8 m/s答案　BD解析　自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．加速度的大小與物體的重量無(wú)關(guān)，同一地點(diǎn)加速度相同，B正確．自由落體運(yùn)動(dòng)是忽略空氣阻力的運(yùn)動(dòng)，無(wú)論質(zhì)量是大是小，下落時(shí)加速度都是g，故C錯(cuò)誤．加速度等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>9.8m/s2，則物體在該處自由下落的過(guò)程中，每秒速度都增加9.8 m/s2，故D正確．[典例2]1971年7月26號(hào)發(fā)射的阿波羅－15號(hào)飛船首次把一輛月球車送上月球，美國(guó)宇船員斯特做了一個(gè)落體實(shí)驗(yàn)：在月球上的同一高度同時(shí)釋放羽毛和鐵錘，下列說(shuō)法正確的是(月球上是真空)(　　)A．羽毛先落地，鐵錘后落地B．鐵錘先落地，羽毛后落地C．鐵錘和羽毛運(yùn)動(dòng)的加速度都等于物體在地球上的重力加速度gD．鐵錘和羽毛同時(shí)落地，運(yùn)動(dòng)的加速度相同，但不等于物體在地球上的重力加速度g答案　D解析　在月球上的同一高度同時(shí)釋放羽毛和鐵錘，由于沒(méi)有阻力，都做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的加速度相同，但不等于物體在地球上的重力加速度g，根據(jù)h＝g′t2知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則同時(shí)落地，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．[典例3]從離地面500m的空中自由落下一個(gè)小球，取g＝10m/s2，求小球：(1)落到地面所用的時(shí)間；(2)自開始下落計(jì)時(shí)，在第1s內(nèi)的位移、最后1s內(nèi)的位移．解析　由x＝500m和自由落體加速度，根據(jù)位移公式可直接算出落地所用時(shí)間，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，可算出第1s內(nèi)的位移．最后1s內(nèi)的位移是下落總位移和前(n－1) s下落位移之差．(1)由x＝gt2，得落地所用時(shí)間：t＝＝s＝10s(2)第1s內(nèi)的位移：x1＝gt＝×10×12m＝5m因?yàn)閺拈_始運(yùn)動(dòng)起前9s內(nèi)的位移為x9＝gt＝×10×92m＝405m所以最后1s內(nèi)的位移為Δx＝x－x9＝500m－405m＝95m.答案　(1)10s　(2)5m　95m[典例4]質(zhì)量為m的物體從高為h處自由下落，開始的用時(shí)為t，則(　　)A．物體落地所用的時(shí)間為tB．物體落地所用的時(shí)間為3tC．物體落地時(shí)的速度為gtD．物體落地時(shí)的速度為3gt答案　A解析　由＝gt2則h＝gt′2得t′＝t.落地速度v＝gt′＝gt.[典例5]一物體從H高處自由下落，經(jīng)時(shí)間t落地，則當(dāng)它下落時(shí)，離地的高度為(　　)A. B. C. D.答案　C解析　解法一　根據(jù)h＝gt2，下落高度與時(shí)間的平方成正比，所以下落時(shí)，下落高度為，離地高度為.解法二　把下落的時(shí)間平均分成兩段，則這兩段內(nèi)的位移之比是1∶3，所以當(dāng)物體下落時(shí)，離地高度h＝H＝H.[典例6]氣球以5 m/s的速度從地面勻速上升，上升過(guò)程中從氣球上掉落一個(gè)小物體，該物體離開氣球后經(jīng)2 s著地．小物體離開氣球后，氣球以1 m/s2的加速度勻加速上升．空氣對(duì)小物體的阻力不計(jì)，g取10 m/s2.試求：(1)小物體離開氣球時(shí)，氣球的高度；(2)小物體著地時(shí)的速度大小；(3)小物體著地時(shí)，氣球的高度．【答案】　(1)10 m　(2)15 m/s　(3)22 m [典例7] (多選)某人在高層樓房的陽(yáng)臺(tái)外側(cè)以30 m/s的速度豎直向上拋出一個(gè)石塊，石塊運(yùn)動(dòng)到離拋出點(diǎn)25 m處所經(jīng)歷的時(shí)間可能是(不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2)(　　)A．1 s B．3 s C．5 s D．(3＋)s【答案】ACD一、單選題(共0分)1．一個(gè)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)()，已知落地時(shí)的速度為，則該物體下落的時(shí)間是(　　)A． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的速度公式可得，該物體下落的時(shí)間為故選C。2．質(zhì)量為1kg的重物從離地面豎直高度5m處自由下落(可看作自由落體，重力加速度取)，根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí)判斷，重物在空中的總時(shí)間更接近于(　　)A．0.1s B．0.5sC．1.0s D．10s【答案】C【解析】重物豎直下落，可看作自由落體運(yùn)動(dòng)，則有可得代入數(shù)值，可得C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。3．某次電影拍攝中，特技演員從橋上跳下，落在河面上勻速前進(jìn)的竹筏上。在演員(視為質(zhì)點(diǎn))跳下的瞬間，長(zhǎng)為6m的竹筏的前端恰好位于演員的正下方，演員跳下的瞬間距竹筏的高度為20m。取重力加速度大小g=10m/s2，認(rèn)為演員在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，不計(jì)竹筏的寬度。要使演員落在竹筏上，竹筏的最大允許速度為(　　)A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s【答案】C【解析】演員在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間竹筏的最大允許速度故選C。4．大小相同而質(zhì)量不同的兩個(gè)小球，從同一高度同時(shí)靜止釋放，落到同一水平地面上，不計(jì)空氣阻力，則(　　)A．質(zhì)量大的小球先落地 B．質(zhì)量小的小球先落地C．兩小球同時(shí)落地 D．兩小球落地先后無(wú)法確定【答案】C【解析】?jī)尚∏蛲瑫r(shí)從同一高度由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力只受重力，兩小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落的高度相同，則所經(jīng)歷的時(shí)間相同，故兩小球同時(shí)落地。故選C。5．人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動(dòng)所用的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間。如圖，同學(xué)甲兩個(gè)手指捏住刻度尺一端，刻度尺零刻度線一端靠近地面，由于刻度尺零刻度處有破損，同學(xué)乙在刻度尺5cm刻度處做握尺準(zhǔn)備，且手的任何部位都與刻度尺不接觸。當(dāng)乙看到甲放手時(shí)，立即握住刻度尺，發(fā)現(xiàn)所握處刻度值為45cm，則同學(xué)乙的反應(yīng)時(shí)間約為(　　) A．0.2 B．0.3s C．0.4s D．0.5s【答案】B【解析】依題意，同學(xué)乙的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)刻度尺做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落的高度為根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式，有解得故選B。6．小球從靠近豎直磚墻的某個(gè)位置(可能不是圖中1的位置)由靜止釋放，用頻閃方法拍攝的小球位置如圖中1、2、3和4所示。已知連續(xù)兩次閃光的時(shí)間間隔均為T，每塊磚的厚度為d，重力加速度為g，可知小球(　　)A．經(jīng)過(guò)位置2時(shí)的瞬時(shí)速度大小約B．從位置1到4過(guò)程中的平均速度大小約為C．下落過(guò)程中的加速度大小約為D．小球的靜止釋放點(diǎn)距離位置1為d【答案】C【解析】A．由題知因1位置不一定是釋放點(diǎn)，故經(jīng)過(guò)位置2時(shí)的瞬時(shí)速度不一定等于應(yīng)根據(jù)小球經(jīng)過(guò)位置2的瞬時(shí)速度等于1、3段的平均速度進(jìn)行計(jì)算，即故A錯(cuò)誤；B．位置1到位置4的平均速度為故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，2、3與1、2兩段的位移差為，根據(jù) 解得下落過(guò)程中的加速度大小為故C正確；D．設(shè)釋放點(diǎn)距離位置1為h，則從釋放點(diǎn)到2位置，則有將、代入可得小球的靜止釋放點(diǎn)距離位置1為，故D錯(cuò)誤。故選C。7．小明從某磚墻前的高處由靜止釋放一個(gè)石子，讓其自由落下，拍攝到石子下落過(guò)程中的一張照片如圖所示。由于石子的運(yùn)動(dòng)，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知每層磚的平均厚度為6.0cm，照相機(jī)本次拍照曝光時(shí)間為1.5×10﹣2s，g=10m/s2，由此估算出位置A距石子下落起始位置的距離為(　　)A．4.5m B．3.2m C．2.5m D．1.6m【答案】B【解析】由圖可以看出，在曝光的時(shí)間內(nèi)，物體下降了大約有兩層磚的厚度，即12cm(0.12m)，曝光時(shí)間為1.5×10?2s，設(shè)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度為v，有代入數(shù)據(jù)解得v=8.0m/s 由可得下降的高度大約為h，則故選B。8．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．不同的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是不同的C．物體只有在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)【答案】CD【解析】A．物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)加速度不一定等于重力加速度，初速度也不一定是零，不一定是自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度和初速度相同，運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的定義可知，物體只有在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為重力加速度，與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，故D正確。故選CD。9．對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)，其中重力加速度g＝10m/s2，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．在1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)的位移大小之比是1：2：3B．在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1：2：3C．在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的平均速度大小之比是1：4：9D．在相鄰兩個(gè)1 s內(nèi)的位移之差都是10m【答案】BD【解析】A. 根據(jù)位移公式可知，物體在1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)的位移大小之比是1：4：9，A錯(cuò)誤；B. 根據(jù)速度公式可知，物體在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1：2：3，B正確；C. 物體在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的位移大小之比是1：3：5，而第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的時(shí)間都是1s，根據(jù)平均速度公式可知，物體在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的平均速度大小之比是1：3：5，C錯(cuò)誤；D. 由推論，即在相鄰兩個(gè)1 s內(nèi)的位移之差都是10m，D正確；故選BD。10．圖是小球從O點(diǎn)自由下落時(shí)的頻閃照片示意圖，頻閃儀每隔0.04s閃光一次，照片中的數(shù)字記錄了小球在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置(單位是厘米)(　　)A．小球從O點(diǎn)下落到A點(diǎn)所用的時(shí)間為0.20sB．小球從O點(diǎn)下落到A點(diǎn)所用的時(shí)間為0.24sC．通過(guò)這幅照片無(wú)法求出小球下落的加速度D．通過(guò)這幅照片可以求出小球下落的加速度【答案】AD【解析】AB．小球從O點(diǎn)下落到A點(diǎn)共經(jīng)歷5個(gè)閃光周期，則所用時(shí)間為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)可以求出小球下落的加速度，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。11．一蘋果由靜止開始下落，能反映其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的圖像是(　　)A．B．C． D．【答案】D【解析】自由落體運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系所以，位移時(shí)間圖像為曲線，自由落體運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系為一次函數(shù)對(duì)應(yīng)的圖象為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故D正確ABC錯(cuò)誤。故選D。12．如圖所示是用閃光周期為Δt的相機(jī)拍攝的一張真空中羽毛與蘋果自由下落的局部頻閃照片。關(guān)于提供的信息及相關(guān)數(shù)據(jù)處理，下列說(shuō)法中正確的是 (　　)A．一定滿足關(guān)系x1∶x2∶x3=1∶3∶5B．一段時(shí)間后蘋果會(huì)在羽毛下方C．蘋果下落的加速度大小為D．羽毛下落到C點(diǎn)的速度大小為【答案】CD【解析】A．只有當(dāng)A位置是下落的初始位置時(shí)才一定滿足關(guān)系x1∶x2∶x3=1∶3∶5，故A錯(cuò)誤；B．真空中蘋果和羽毛都做自由落體運(yùn)動(dòng)，二者始終在同一高度，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù) 可得蘋果下落的加速度大小為故C正確；D．羽毛下落到C點(diǎn)的速度大小為故D正確。故選CD。13．從離地面80m的空中自由落下一個(gè)小球，取g=10m/s2。求：(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面；(2)自開始下落時(shí)計(jì)時(shí)，在第2s內(nèi)的位移；(3)下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)的位移。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】(1)由得，下落總時(shí)間為(2)小球第1 s內(nèi)的位移為小球前2 s內(nèi)的位移為第2 s內(nèi)位移為h= h2-h1 =15m(3)小球下落時(shí)間的一半為這段時(shí)間內(nèi)的位移為14．水滴從屋檐自由落下，經(jīng)過(guò)0.8s到達(dá)窗戶頂端，窗戶高為1.8m，若不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求：(1)屋檐離窗頂有多高？(2)水滴經(jīng)過(guò)窗戶所用的時(shí)間？【答案】(1)3.2m；(2)0.2s【解析】【詳解】(1)屋檐離窗頂高度(2)水滴從屋檐到窗底所用時(shí)間為帶入數(shù)據(jù)解得t2=1s水滴經(jīng)過(guò)窗戶所用的時(shí)間為t=t2-t1=0.2s15．2021年10月1日大連市出現(xiàn)了強(qiáng)降雨，并伴有冰雹，有的冰雹大如雞蛋，如圖所示。將冰雹下落過(guò)程看作初速度為的豎直向下的直線運(yùn)動(dòng)，過(guò)程中受到的阻力與速度大小的關(guān)系為，若質(zhì)量的冰雹從離地高度處落下，到達(dá)地面前速度已不變且到達(dá)地面前的速度大小，取重力加速度大小。(1)求該冰雹的阻力系數(shù)；(2)已知子彈速度，當(dāng)不計(jì)空氣阻力時(shí)，該冰雹落地時(shí)的速度是否大于子彈的速度？【答案】(1)；(2)冰雹落地時(shí)的速度小于子彈的速度(1)由題意知該冰雹的速度不變時(shí)處于平衡狀態(tài)，有又解得(2)若不計(jì)阻力，則該冰雹做自由落體運(yùn)動(dòng)，有解得可見則冰雹落地時(shí)的速度小于子彈的速度。16．近期中國(guó)人民解放軍在臺(tái)灣海峽及南北兩端連續(xù)組織實(shí)戰(zhàn)化演練，空降兵部隊(duì)進(jìn)行了一場(chǎng)紅藍(lán)士兵對(duì)抗演習(xí)，展示了維護(hù)國(guó)家主權(quán)和領(lǐng)土完整的決心與能力。在一次低空跳傘訓(xùn)練中，當(dāng)直升機(jī)懸停在離地面H=323m高處時(shí)，傘兵離開飛機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，打開降落傘，展傘后傘兵以a=12.5m/s2的加速度勻減速下降。為了傘兵的安全，要求傘兵落地速度最大不得超過(guò)v=5m/s，取g=10m/s2，求：(1)傘兵展傘時(shí)，離地面的高度至少為多少？(2)傘兵在空中的最短時(shí)間為多少？【答案】(1)143m；(2)10.4s【解析】(1)設(shè)傘兵展傘時(shí)，離地面的高度至少為h，此時(shí)的速度為v0，則有又聯(lián)立得(2)設(shè)傘兵在空中的最短時(shí)間為t，傘兵離開飛機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)，則傘兵勻減速下降過(guò)程所求時(shí)間為解得

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案更多

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案 更多

相關(guān)學(xué)案更多