§2.5自由落体运动【目标导引】1、阅读课本P43,能够找出自由落地运动定义和条件。2、通过实验探究自由落体运动加速度的大小,建立重力加速度的概念,知道重力加速度的方向、在地球上的不同地方重力加速度的大小不同、通常情况下g取9.8m/s2。3、通过教师讲解,能够说出自由落体运动的特点和规律,并能够使用该规律解决一些实际问题。【使用说明】1、学生根据导学案,结合课本先进行预习,并做做学案后的练习进行自我检测,找出自己的误点、疑点、错点,做到听课“有备而听”。2、讲完课后,应根据老师的讲解,结合自己的理解重新完善本学案。一、自主学习1、生活中,你观察过下列物体的运动吗??小段粉笔下落;?纸片下落;?纸片揉成小纸团下落;它们下落的快慢相同吗?为什么?2、你对“自由”的理解是:。3、如果让小粉笔段、纸片、纸片揉成的纸团也“自由”下落,它们下落的快慢会怎样?4、结合你的研究请给“自由落体运动”下个定义:..5、请总结出自由落体运动的条件:。.........6、思考:自由释放物体的瞬间,瞬时速度为多少?此时物体有加速度吗?_______这能说明什么问题?。7、下图是利用课本P44页图2.5-1所示的实验装置用打点计时器打出的重物自由下落时的纸带,图中两点间有四个点未画出。(单位:cm)。试思考下列问题:(1)重物挂在图中纸带的哪一端?。(2)结合自由落体运动的定义,你能猜想出自由落体运动的运动性质吗?自由落体运动是:;依据是:。(3)利用图中的数据,你能计算出自由落体运动的加速度吗?63.71依据是:44.1053.88;数值是:。34.3024.49(4)14有关.71自由落体加速度的方向:如何理解这一方向_________________________________________________________(5)自由落体加速度随地球纬度如何变化?随高度如何变化?第1页
8、自由落体运动的规律:(1)公式:(2)几个比例式:(3)几个推论:①二、课内探究【例1】一个物体从45m高的地方静止释放,做自由落体运动,(g取10m/s2)求:(1)到达地面时的速度(2)下落所用的时间【变式训练】求解例题1中,下落最后1s内的位移1【例题2】如图所示,在天花板下悬挂一长为L的木棍,在木棍下端的正下方h处有一观察者,他看到木棍因悬线断开而自由下落,求:(1)木棍下端端到达P点所用时间t1(2)木棍通过观察点P所经历的时间t.把一条铁链自由下垂悬挂在墙上,放开后让铁链【变式训练2-1】作自由落体运动,已知铁链通过悬点下3.2米处的一点历时0.5秒,则铁链的长度为多少米?(取g=10m/s2)【变式训练2-2】长为5m的竖直杆下端距离一竖直隧道口为5m,若这个隧道长也为5m,让这根杆自由下落,它通过隧道的时间为多少?【例题3】从楼顶上自由下落的小球经过某窗户顶部和底部时的速度分别为4m/s和6m/s,试求该窗户的高度为多少.(g取10m/s2)【变式训练3】屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1m的窗户的上、下沿,如图4-1所示,问:(1)滴水的时间间隔是多少?(2)此屋檐离地面多高?(g取10m/s2)【巩固训练】1、甲、乙两物体的质量之比为1:4,不考虑空气的阻力作用,它们在同一高度处同时下落,则下面说法正确的是()A.甲比乙先着地B.乙比甲先着地C.甲和乙同时落地D.甲比乙的加速度大2、自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的()3、下列关于自由落体运动的叙述中,错误的是()第2页
A.两个质量不等、高度不同但同时自由下落的物体,下落过程中任何时刻的速度、加速度一定相同B.两个质量不等、高度相同的物体,先后做自由落体运动,通过任一高度处的速度、加速度一定相同C.物体越重,下落得越快;物体越轻,下落得越慢D.所有自由落体运动的位移都与下落时间的平方成正比4、如果从高楼楼顶相隔ls先后释放两个相同材料制成的小球,假设小球做自由落体运动,则它们在空中各个时刻()A.两球的距离始终保持不变B.两球的距离越来越小C.两球的距离先越来越小,后越来越大D.两球的距离越来越大5、为了测得一楼房的高度,某同学让一粒石块从楼顶自由落下,测出下列哪个量就可以求出楼房的高度()A.仅测出石块下落到地面的总时间B.仅测出石块落地时的速度C.仅测出石块落地前的最后1s内的位移D.以上说法都不对6、甲物体的重力比乙物体的重力大5倍,甲从Hm高处自由落下,乙从2Hm高处同时自由落下.以下几种说法中正确的是()A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速率比乙大C.各自下落lm它们的速度相等B.下落ls末,它们的速度相等D.下落过程中甲的加速度比乙大7、如图所示,A、B两小球用长为L的细线连接悬挂在湖面的高空中,A距湖面高度为H,释放A球,让它们自由下落,测得它们落水声时间相差t(s),如果球A距水面的高度H减小,则t将()A.增大B.不变C.减小D.条件不足,无法确定8、一石块从地面上方高H处自由落下,不计空气阻力,当它的速度大小等于着地时速度的一半时,石块下落的高度是()第3页
A、HB、3HC、HD、3H48249、一物体从H高自由下落,经ts落地,当下落t/3s,距离地面高度()A.H/3B.H/9C.3H/4D.8H/910、一个石子从高放,做自由落体运,已知它在第1s内的位移大小是x,它在第3s内的位移大小是()A.5xB.7xC.9xD.3x11、关于自由落体运,下列法正确的是()A.自由落体运是直方向的匀加速直运B.直方向的位移只要足x1∶x2∶x3∶⋯=1∶4∶9∶⋯的运就是自由落体运C.自由落体运在开始的三个2s内的路程之比1∶3∶5D.自由落体运在开始的三个1s末的速度之比1∶3∶512、一个井深125m,在井中每隔一定自由下落一小球。当第11个小球从井口开始下落,第1个小球恰好到达井底,相两个小球开始下落的隔s,第3个小球和第5个小球相距m。(取g=10m/s2)13、一个物体从某一高度做自由落体运,已知它第1s内的位移它最后1s内位移的一半,g取10m/s2,它开始下落距地面的高度多少?14、从同一高自由放的甲、乙两球,乙球在甲球放后某刻放,当乙球放后经过2s,甲、乙两球的距离25m,甲、乙两球放刻的隔多少?(g取10m/s2)15、从离地面500m的空中自由落下一个小球,取g=10m/s2,求小球:(1)多落到地面?(2)自开始下落,在第1s内的位移、最后ls内的位移。(3)下落的一半的位移。16、水,水一滴滴流出,在下方放一子,子高度,使一滴水滴碰到子,恰有另一滴水滴开始下落,而空中有一滴正在下落中的水滴,出水到子的距离H,从第一滴开始下落,到第n滴水滴落在子中,共用去t,此第(n+1)滴水滴与子的距离多少?当地的重力加速度多少?17、跳从476m的高空自由下落一段距离后才打开降落。打开后以2m/s2的加速度匀减速下降,到达地面速度4m/s(g取10m/s2),问:H1(1)跳下落的最大速度多大?第4页HH2
(2)跳伞员下落的总时间是多少?第5页