第二章专题强化 自由落体运动规律的综合应用 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第二章 匀变速直线运动的研究 专题强化 自由落体运动规律的综合应用 高中物理必修第一册 自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动 除了基本公式，匀变速直线运动的推论、初速度为零的匀加速直线运动的比例关系在此都可以使用！ 复习回顾 例1：从离地面80m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求： (1)小球落到地面所用的时间； (2)落地时的速度； （1）由 可得 （2）由 可得 方法二：由v=gt可得 一、自由落体运动规律的基本应用 例1：从离地面80m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求： (3)自开始下落计时，在最后1 s内的位移。 方法一：最后1s内的位移可由总位移与前(t－1)s内位移之差求解 方法二：根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系求解 各秒位移之比h1:h2:h3:h4=1:3:5:7 可得最后1 s内的位移h4=35m 例2：屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，g取10m/s2，可以有哪些方法求： (1)此屋檐离地面的高度；(2)滴水的时间间隔。 二、自由落体运动中的等时滴水问题 对从同一位置开始、间隔相等时间、依次做自由落体运动的物体在空间形成不同间距的问题，可将若干个物体在某一时刻的排列情形，等效成一个物体在不同时刻的位置，从而类似于匀变速直线运动的纸带或频闪照片问题。 方法一：利用基本规律求解 设屋檐离地面的高度为h，滴水时间间隔为T，则： 1m 第2滴水的位移 第3滴水的位移 又因为h2-h3=1m 联立解得T=0.2s 故屋檐离地面的高度 再由Δx=2x0=gT2可得，滴水时间间隔T=0.2 s 方法二:用比例法求解 自由落体运动从开始起的连续相等的时间间隔内的位移之比为1：3∶5∶7∶…∶(2n-1) 设相邻两水滴之间的间距从上到下依次是x0、3x0、5x0、7x0 则窗高为5x0=1m，得x0=0.2m 故屋檐离地面的高度h=x0+3x0+5x0+7x0=16x0=3.2 m 1m 1m 方法三：用平均速度求解 设滴水时间间隔为T，则水滴经过窗子的过程中的平均速度 而其对应的中间时刻是水滴下落2.5T时，速度 由中间时刻速度=平均速度，可得T=0.2s v=2.5gT 故屋檐离地面的高度 三、自由落体运动中的过窗时间问题 例3：如图所示，一滴雨滴从楼房屋檐自由下落，下落途中通过一个高度为2m的窗户，窗户上沿离屋檐高度为4.05m，g取10m/s2，求雨滴通过窗户所用的时间。 雨滴落到窗户的上沿所用时间 雨滴落到窗户的下沿所用时间 故Δt=t2-t1=0.2s 变形与拓展 L h d A B C D 长为L的AB杆由静止释放，通过距离下端B为h的窗户CD，窗户CD高为d，求： （1）杆AB通过窗户上沿C的时间 （2）杆AB通过窗户CD的时间 杆的B端到达C用时 杆的A端到达C用时 Δt=t2-t1 杆的B端到达C用时 杆的A端到达D用时 Δt=t2-t1 例4：跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当距离地面125m时打开降落伞，伞张开后运动员就以14.3m/s2的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为5m/s，取g=10m/s2，问： (1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少？ (2)离开飞机后，运动员经过多少时间才能到达地面？ 四、自由落体运动中的多过程问题 运动学中的多过程问题可以画运动草图帮助分析问题，多过程的转折点就是联系两个运动的纽带，往往是解题的关键 自由落体运动 匀减速直线运动 0 v 5m/s 匀减速直线运动的末速度、加速度和位移都是已知的，由v2-v02=2ax得 运动员离开飞机时距地面的高度 离开飞机后，运动员到达地面所用的时间 $$