第五讲 自由落体运动-2021-2022学年上海新教材新高一物理暑期讲义（沪科版必修一）

第五讲 自由落体运动 开山小测 1.（多选）如图所示，完全相同的三个木块并排固定在水平地面上，一颗子弹以速度v水平射入，若子弹在木块中所受阻力恒定，且穿过第三个木块后速度恰好为零，则子弹依次射入每个木块时的速度之比和穿过每个木块所用时间之比分别为(　　) A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1 B．v1∶v2∶v3＝∶∶1 C．t1∶t2∶t3＝1∶∶ D．t1∶t2∶t3＝(－)∶(－1)∶1 答案　BD 解析　把子弹的运动看做逆向的初速度为零的匀加速直线运动．子弹由右向左依次“穿出”3个木块的速度之比为1∶∶.则子弹实际运动依次穿入每个木块时的速度之比v1∶v2∶v3＝∶∶1，故B正确．子弹从右向左，通过每个木块的时间之比为1∶(－1)∶(－)．则子弹实际运动通过连续相等的位移的时间之比为t1∶t2∶t3＝(－)∶(－1)∶1，故D正确． 2.某物体做直线运动，物体的速度—时间图象如图所示．若初速度的大小为v0，末速度的大小为v1，则在时间t1内物体的平均速度(　　) A．等于(v0＋v1) B．小于(v0＋v1) C．大于(v0＋v1) D．条件不足，无法比较 答案　C 解析　如果物体在0～t1时间内做匀变速直线运动，则有′＝，这段时间内发生的位移大小为阴影部分的面积，如图所示，则x1＝′t1，而阴影部分面积的大小x1小于速度—时间图象与t轴包围的面积大小x2，x2＝ t1，则>′＝，故选项C正确． 3.一列火车进站前先关闭气阀，让车减速滑行．滑行了300 m时速度减为关闭气阀时的一半，此后又继续滑行了20 s停在车站．设火车在滑行过程中加速度始终维持不变，试求： (1)火车滑行的加速度； (2)火车关闭气阀时的速度； (3)从火车关闭气阀到停止滑行时，滑行的总位移． 答案　(1)－0.5 m/s2　(2)20 m/s　(3)400 m 解析　设火车初速度为v0，x＝300 m 滑行前300 m的过程，有：()2－v＝2ax 后20 s的过程有：0－＝at2 两式联立可得：v0＝20 m/s，a＝－0.5 m/s2 减速全程，由速度—位移公式有：2ax总＝02－v 代入数据，解得x总＝400 m 百科小知 黄昆(1919.9.2-2005.7.6)，浙江嘉兴人，出生于北京。 世界著名物理学家、中国固体和半导体物理学奠基人之一。1941年(中华民国三十年)毕业于燕京大学，1948年(中华民国三十七年)获英国布里斯托尔大学博士学位，1955年当选为中国科学院院士，1957年加入九三学社。黄昆主要从事固体物理理论、半导体物理学等方面的研究。提出了稀固溶体的X-光漫散射理论和晶体光学振动的唯象方程，并预见了晶体光学声子和电磁场的耦合振动模式，被称为"黄散射"和"黄方程";提出并发展了由晶格弛豫引起多声子跃迁理论(包括光跃迁和无辐射跃迁)，被称为"黄一佩卡尔理论";提出了有效解决半导体超晶格光学振动模型，并阐明其光学振动模式的要点，被称为"黄一朱模型"。与玻恩合著的《晶格动力学理论》成为该学科领域的第一部权威专著和标准参考文献。 曾先后荣获1995年度何梁何利基金科学与技术成就奖和2001年度国家最高科学技术奖。 精讲精练 知识梳理 知识点1：自由落体运动　 1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的__重量__决定的。 2．伽利略的观点：重的物体与轻的物体应该下落得__同样快__。 3．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)特点 ①运动特点：初速度等于__零__的匀加速直线运动。 ②受力特点：只受__重力__作用。 ③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，它只是匀变速直线运动的特例。 4.物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零； (2)除重力之外不受其他力的作用。 5.自由落体运动是一种理想化模型 (1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。(在地球上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。) (2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。如在空气中自由下落的石块可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动。 6.自由落体运动的特点 特别提醒 物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的加速度不同。 知识点2：自由落体加速度　 1．定义：在同一地点，一切物体自由下落