人教版2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 导学案

第五节自由落体运动的规律【学习目标】掌握自由落体的特点及规律【自主学习】1、自由落体的特点：2、一切物体的自由下落的加速度都相同，叫加速度，通常用表示，它的方向，地球表面上不同的地方，重力加速度的值略有不同。【预习自测】1．做自由落体运动的物体，通过某一点时的速度为19.6m/s，这时物体下落高度是多少？物体下落了多长时间？2.物体从距地面高度为1.25m处开始做自由落体运动，物体下落到地面时的速度大小为多少？物体下落到地面所用时间为多少？（）3一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后1s内下落的高度为楼高的，求楼高？（）【知识链接】亚里士多德的观点物体越重，下落越快伽利略的观点物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关自由落体运动 物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动自由落体运动规律1．自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变2．连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，即速度大小改变，具有加速度3．位移x与时间t2成正比4．相邻，相等时间间隔的位移之差相等5.影响实验精度的因素主要是阻力【课堂探究】知识点一、基本概念问题：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1：3：5课堂练习：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2．对下列关于自由落体运动的说法正确的是（）A．物体开始下落时速度为零，加速度也为零B．物体下落过程中速度增加，加速度不变C．物体下落过程中，速度和加速度同时增大D．物体下落过程中，速度的变化率是个恒量知识点二、规律应用 问题：1.一物体从塔顶自由落下，在到达地面之前的最后内通过的位移是，求塔的高度和下落的总时间。课堂练习：一矿井深为125m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球。当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，求：（1）相邻两个小球开始下落的时间间隔；（2）这时第3个小球和第5个小球相隔的距离。（g=10m/s2）问题2.一只小球自屋檐自由下落，在0.25s时间内通过高度为2m的窗口，求窗口的顶端距屋檐多高？课堂练习：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=10m/s2），求窗台下沿距屋檐的高度。【要点突破】1．运动特点(1)初速度为零。(2)加速度大小等于g，加速度的方向竖直向下。2．运动规律(1)速度公式：v＝gt。(2)位移公式：h＝gt2。(3)速度位移关系式：v2＝2gh。例1：某同学在实验室做了如图1－3－1所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5cm ，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3s，g取10m/s2则小球开始下落的位置距光电门的距离为(  )图1－3－1A．1m         B．1.25mC．0.4mD．1.5m解析：选B 小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度v＝x/t＝5m/s，由自由落体运动规律可知h＝＝1.25m，故B正确。3.可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题。(1)从运动开始连续相等的时间内位移之比为1∶3∶5∶7∶…。(2)一段时间内的平均速度＝，＝，＝gt。例2：一个小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力。已知它经过b点时的速度为v，经过c点时的速度为3v。则ab段与ac段位移之比为(  )A．1∶3          B．1∶5C．1∶8D．1∶9解析：选D 由v＝gt可知，tac＝3tab，由h＝gt2可得：hab∶hac＝tab2∶tac2＝1∶9，故D正确。【节末检测】一、选择题1．自由落体运动是（）A．物体不受任何作用力的运动B．物体在真空中的运动 C．加速度为g的竖直下落运动D．初速度为零，加速度为g的竖直下落运动2．一物体从H高处自由下落，经ts落地,则当下落t／3时，离地高度为（）A．H／３   B．H／９   Ｃ．３H／４  Ｄ．８H／９3．一石块从地面上方高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A、B、C、D、4．一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1s内的位移大小是x，则它在第3s内的位移大小是（）A．5xB．7xC．9xD．3x5．物体做自由落体运动，经过1s通过下落高度的中点，那么该物体开始下落的位置距地面的高度为(  )A．4.9mB．9.8mC．19.6mD．条件不足，无法计算二、计算题6．一个物体从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）下落最后1s内的位移7．一个自由落下的物体在最后1s内落下的距离等于全程的一半，计算它降落的时间和高度？8．从离地500m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求： （1）经过多少时间落到地面；（2）从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、最后1s内的位移；（3）落下一半时间的位移.9．从离地面80m的空中自由落下一个小球，取g＝10m/s2，求：(1)经过多长时间落到地面；(2)自开始下落时计时，在第1s内和最后1s内的位移；(3)下落时间为总时间的一半时的位移．