2.4 自由落体运动 导学案-高中物理人教版必修第一册
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2.4 自由落体运动 导学案-高中物理人教版必修第一册

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时间:2022-09-09

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资料简介
2019-2020年高中物理2.5自由落体运动学案新人教版必修1【学习目标】1、掌握自由落体和竖直上抛运动运动的规律2、能熟练应用其规律解题【自主学习】一.自由落体运动:1、定义:2、运动性质:初速度为加速度为的运动。重力加速度g的方向总是_________;g的大小随地点的不同而略有变化,在地球表面上赤道处重力加速度最小,数值为________,南、北两极处重力加速度_____;g的大小还随高度的变化而变化,高度越大,g值______。但这些差异并不是太大,在通常计算中,地面附近的g取m/s2,在粗略的计算中,g还可以取m/s2。在课本必修1中,如果没有特别说明,都按g=___________进行计算。3、运动规律:由于其初速度为零,公式可简化为vt=h=vt2=2gh二.竖直上抛运动:1、定义:2、运动性质:初速度为v0,加速度为-g的运动。3、处理方法:⑴将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理。上升阶段为初速度为v0,加速度为-g的运动,下降阶段为。要注意两个阶段运动的对称性。⑵将竖直上抛运动全过程视为的运动4、两个推论:①上升的最大高度②上升最大高度所需的时间5、特殊规律:由于下落过程是上升过程的逆过程,所以物体在通过同一段高度位置时,上升速度与下落速度大小,物体在通过同一段高度过程中,上升时间与下落时间。【典型例题】例1:甲球的重力是乙球的5倍,甲、乙分别从高H、2H处同时自由落下(H足够大),下列说法正确的是()A.同一时刻甲的速度比乙大B.下落1m时,甲、乙的速度相同C.下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍D.在自由下落的全过程,两球平均速度大小相等 例2:水滴由屋檐自由下落,当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时,用时0.2s,不计空气阻力,g取10m/s2,求窗台下沿距屋檐的高度。  例3:升降机以速度v=4.9m/s匀速竖直上升,升降机内的天花板上有一个螺丝帽突然松脱,脱离天花板。已知升降机天花板到其地板的高度为h=1.8m。求螺丝帽落到升降机地板所需时间。例4:【实验】(1)重锤自由下落时打点计时器打下的纸带(局部):(相邻两点时间间隔0.02s,相邻两点距离x1=6.0mm,x2=9.8mm,x3=13.7mm,x4=17.7mm,x5=21.6mm,x6=25.6mm)(2)填表(单位:cm)许多事实表明:自由落体运动是________________________________________。(3)从本实验获得自由落体加速度:________________________________________。(4)大量实验表明:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做__________________,也叫____________,通常用_____表示。精确的实验发现,在地球上不同的地方,重力加速度的大小是不同的,但其方向总是________________;一般的计算中取___________m/s2,近似计算时,取___________m/s2。针对训练1、竖直上抛一物体,初速度为30m/s,求:上升的最大高度;上升段的时间;物体在2s末、4s末、6s末的速度及相对抛出点的高度。(g=10m/s2)2、A球由塔顶自由落下,当落下am时,B球自距塔顶bm处开始自由落下,两球恰好同时落地,求塔高。 3、气球以4m/s的速度匀速竖直上升,气体下面挂一重物。在上升到12m高处系重物的绳子断了,从这时刻算起,重物落到地面的时间4、某人站在高层楼房的阳台外用20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,则石块运动到离抛出点15m处所经历的时间是多少?(不计空气阻力,取g=10m/s2)【能力训练】1、关于竖直上抛运动,下列说法正确的是()A上升过程是减速过程,加速度越来越小;下降过程是加速运动,加速度越来越大B上升时加速度小于下降时加速度C在最高点速度为零,加速度也为零D无论在上升过程、下落过程、最高点,物体的加速度都为g2、将物体竖直向上抛出后,在下图中能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是()3、物体做竖直上抛运动后又落回原出发点的过程中,下列说法正确的是()A、上升过程中,加速度方向向上,速度方向向上B、下落过程中,加速度方向向下,速度方向向下C、在最高点,加速度大小为零,速度大小为零D、到最高点后,加速度方向不变,速度方向改变 4、从高处释放一粒小石子,经过0.5s,从同一地点再释放一粒小石子,在两石子落地前,它们之间的距离()A.保持不变B.不断减小C.不断增大D.根据两石子的质量的大小来决定5、某同学身高1.8m,他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆.据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g取10m/s2)()A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s 6、关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B.竖直方向的位移只要满足x1:x2:x3…=1:4:9…的运动就是自由落体C.自由落体运动在开始连续的三个2s内的路程之比为1:3:5D.自由落体运动在开始连续的三个1s末的速度之比为1:3:57、一个物体从H高处自由落下,经过最后196m所用的时间是4s,求物体下落H高度所用的总时间T和高度H是多少?取g=9.8m/s2,空气阻力不计.8、气球下挂一重物,以v0=10m/s匀速上升,当到达离地高h=175m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多少时间落到地面?落地的速度多大?空气阻力不计,取g=10m/s2.9、一根矩形杆的长1.45m,从某一高处作自由落体运动,在下落过程中矩形杆通过一个2m高的窗口用时0.3s.则矩形杆的下端的初始位置到窗台的高度差为多少?(g取10m/s2,窗口到地面的高度大于矩形杆的长)10.气球以10m/s的速度匀速上升,在离地面75m高处从气球上掉落一个物体,结果气球便以加速度α=0.1m/s2向上做匀加速直线运动,不计物体在下落过程中受到的空气阻力,问物体落到地面时气球离地的高度为多少?g=10m/s2.参考答案:例1:解:上升阶段,由公式h1=可得=0.03s下降阶段,由题意知h2=10m+0.45m=10.45m由公式h2=可得=1.45st=t1+t2=1.48sH1H2H例2:解题过程:(1)设每两滴水之间的时间间隔为t0∵∴∴又∵∴∴ 针对练习1、解:(1)(2)∴6s时已落地ambmAB2、解:对A球对B球:∴∴3、解:选向上为正方向,∴t=2s15m15m4、第一种情况:在上升阶段,设向上为正:由15=20t-5t2∴t=1s第二种情况,在下落阶段,在抛出点上方。由∴t=3s第三种情况,在下落阶段,在抛出点下方。由-15=20t-5t2∴15m15m60m能力训练:1、D2、D3、BD4、C5、B6、解:设向上为正,由公式60=40t-5t2∴t1=2st2=6s7、总时间T和高度H是多少?取g=9.8m/s2,空气阻力不计.解:设向上为正,175m由公式v0=29.4m/s∴t=29.4/9.8=3s∴T=3+4=7s8、解:设向上为正方向,由公式∴由公式∴方向向下75m9、解:设向上为正,杆头到窗口时速度为由公式v0=10m/s由公式得h=5m10、解:设向上为正,由公式t=5s由公式h=51.25m∴H=75+51.25=126.25m自由落体运动的产生条件 a.什么是落体运动?试举例说明b.小实验:先将纸片由静止释放,再将该纸片揉成纸团由静止释放,观察纸片两次的运动情况和受力情况,请你分析是什么原因造成同样的初始条件却产生了不同的运动?c.小实验:将纸团与粉笔头从同一高度由静止释放,观察两个物体下落的快慢是否相同?如果忽略空气阻力,两个物体谁下落的快慢是否相同?d.自由落体运动的产生条件是什么?是什么样的匀加速直线运动?内容二.自由落体运动的规律速度公式:vt=位移公式X=速度与位移公式vt2=写出以上公式的推导公式:内容三:练习.某物体从高空自由落下,第3秒末的速度是多少?第3s内的位移是多少?内容四:重力加速度值重力加速度的方向是在地球上不同的地方,g的大小是的赤道附近的重力加速度是,北极附近的重力加速度是,从书44页的表格中可以得出,随着纬度的增加,重力加速度值(填:增加或减小)。通常情况下g取或。内容五:跟踪练习:(台湾06高考题)一只熊从19.66m深的井口掉到深井中,经过2秒落到井底,则此熊是什么颜色?内容六:从离地500m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,g=10m/s2求:(1)经过多少时间落到地面,(2)落地时间是多少?测反应速度

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