第二章 第4节 自由落体运动-2023年物理初升高暑假衔接领跑练 （人教版2019必修第一册）

第二章 初升高暑假衔接练 第4节 自由落体运动 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．伽利略的研究 (1)归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了他的论断。 (2)猜想：自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。 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)运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。 二、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，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。 2．方向：总是竖直向下。 3．大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。一般的计算中，g取 9.8__m/s2，近似计算时，g取10m/s2。 三、自由落体运动的规律 1．速度公式：v＝gt。 2．位移公式：h＝gt2。 3．速度位移公式：v2＝2gh。 四、竖直上抛运动和测自由落体加速度 1．竖直上抛运动 将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出，抛出的物体只在重力作用下运动，这种运动就是竖直上抛运动。 2．运动性质 先做竖直向上的匀减速运动，上升到最高点后，又开始做自由落体运动，整个过程中加速度始终为g，全段为匀变速直线运动。 3．运动规律 通常取初速度v0的方向为正方向，则a＝－g。 (1)速度公式：v＝v0－gt。 (2)位移公式：h＝v0t－gt2。 (3)位移和速度的关系式：v2－v＝－2gh。 (4)上升的最大高度：H＝。 (5)上升到最高点(即v＝0时)所需的时间：t＝。 4．运动的对称性 (1)时间对称 物体从某点上升到最高点和从最高点回到该点的时间相等，即t上＝t下。 (2)速率对称 物体上升和下降通过同一位置时速度的大小相等、方向相反。 5．研究方法 (1)分段法 ①上升过程：v0≠0、a＝g的匀减速直线运动。 ②下降过程：自由落体运动。 (2)全程法 ①整个过程：初速度v0向上、加速度g竖直向下的匀变速直线运动，应用规律v＝v0－gt，h＝v0t－gt2。 ②正负号的含义(取竖直向上为正方向) v＞0表示物体上升，v＜0表示物体下降； h＞0表示物体在抛出点上方，h＜0表示物体在抛出点下方。 五、打点计时器法 1．实验原理 (1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹。 对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度的大小。 2．实验步骤 (1)把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源。 (2)把纸带穿过两个限位孔，下端通过铁夹将重锤和纸带连接起来，让重锤靠近打点计时器。 (3)用手捏住纸带上端，把纸带拉成竖直状态，先接通电源，再松开纸带让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点。 (4)重复几次，选取一条点迹清晰的纸带分析。 3．数据处理方法 (1)逐差法 虽然可以根据纸带用a＝求加速度，但只利用一个Δx时，偶然误差太大，为此应采取逐差法。 利用“逐差法”求加速度，若为偶数段，假设为6段，则a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，或由a＝直接求得；若为奇数段，则中间段往往不用，假设为5段，则不用第3段，则a1＝，a2＝，然后取平均值，即＝或由a＝直接求得，这样所给的数据既充分得到了利用，又提高了准确度。 (2)v－t图像法 根据纸带，求出各时刻的瞬时速度，作出v－t图像，求出该v－t图像的斜率k，则k＝a。 这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值，有效地减少偶然误差。 4．注意事项 (1)应选用质量和密度较大的重锤。增大重锤的重力可使阻力的影响相对减小。 (2)打点计时器应竖直放置，以减小阻力。 (3)重锤应从靠近打点计时器处释放，要先接通打点计时器的电源，再释放纸带。 预习自测 判断题： （1）物体由某高度由静止下落一定做自由落体运动。( ) （2）做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度的变化量的方向是向下的。( ) （3）竖直上抛运动的速度为负值时，位移也为负值。( ) （4）亚里士多德认为物体越重下落越快。( ) （5）伽利略从理论和实验两个角度证明了轻、重物体下落一样快。( ) 重点一　对自由落体运动的理解 1．自由落体运动的实质 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。 注意：物体在其他星球上也可以做自由落体运