第9讲 自由落体运动-【暑假辅导班】2021年新高一物理暑假精品课程（粤教版）

第九讲 自由落体运动 【学习目标】 1.知道物体做自由落体运动的条件，知道物体做自由落体运动的加速度的大小和方向. 2.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题． 【基础知识】 一、影响物体下落快慢的因素 物体下落快慢与物体的轻重无关． 二、自由落体运动 1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动． 2．物体的下落可以看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用较小，可以忽略不计． 3．自由落体运动 (1)自由落体运动是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例． (2)自由落体是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力． (3)运动图像：自由落体运动的v－t图像(如图)是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g. 三、自由落体运动的规律 1．自由落体运动的性质： 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动． 2．自由落体加速度 (1)定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度，用符号g表示． (2)大小： ①在地球不同的纬度，g的大小是不同的． ②取值：通常的计算把g取作9.8 m/s2，粗略计算把g取作10 m/s2. 3．自由落体运动的速度公式、位移公式： 匀变速直线运动规律eq \o(――→,\s\up7(特例))自由落体运动规律 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(vt＝v0＋at,s＝v0t＋\f(1,2)at2)) eq \o(――→,\s\up7(v0＝0),\s\do5(a＝g)) eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(vt＝gt,h＝\f(1,2)gt2)) 【考点剖析】 考点一：自由落体运动与自由落体加速度 例1．人类已经向火星发射50多个探测器，正计划未来10年登陆火星。若宇航员把一物体从火星表面竖直向上抛出（不计空气阻力，物体只受火星引力）时的位移-时间（ ）图象如图所示，则有（　　） A．该物体上升的时间为 B．该物体被抛出时的初速度为 C．火星表面的重力加速度为 D．该物体落到火星表面时的速度为 例2．关于自由落体运动，下面说法中正确的是（　　） A．“亚里士多德认为物体下落快慢是由它们的重量决定的”此观点是正确的 B．伽利略是利用铜球沿阻力很小的斜面滚下来“冲淡”重力的方法来研究x∝t2的 C．秋天的风吹树叶的下落可看做是自由落体运动 D．自由落体运动中“自由”一词只是说初速度为0 考点二：自由落体运动的规律 例3．完全相同的三块木块并排固定在水平面上，一颗子弹以速度v，水平射入，若子弹在木块中做匀减速直线运动，且穿过第三块木块后速度恰好为零，则（　　） A．若子弹穿过第一块木块时的速度为 ，子弹穿过第二块木块时的速度为 ，则 B．若子弹在三块木块中运动的时间间隔分别为 ， ， ，则 C．子弹穿出第二块木块的瞬时速度 与全程的平均速度 相等 D．子弹在木块的速度是随位移均匀减小 例4.晋中网红打卡地张壁古堡有一项娱乐设施呐喊喷泉（如图），它是通过人发声时间的长短来影响喷泉高度和持续时间。某游客在呐喊中水柱上升最大高度为H，则水柱上离地h高处水的速度大小为（忽略空气阻力，设水柱只在竖直方向运动，重力加速度为g）（　　） A． B． C． D． 【真题演练】 1．钥匙从距离水面20m高的桥面自由落体竹筏前端在钥匙下落瞬间正好位于它的正下方。该竹筏以2m/s的速度匀速前进，若钥匙可以落入竹筏中，不考虑竹筏的宽度，则竹筏至少长（　　） A．2m B．4m C．6m D．8m 2．如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表．表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的．根据表中的数据．伽利略可以得出的结论是 A．物体具有惯性 B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关 C．物体运动的距离与时间的平方成正比 D．物体运动的加速度与重力加速度成正比 3．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（ ） A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关 4．拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里．把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况，然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况，下列说法正确的是 A．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样