第5天 研究自由落体运动的规律-【预备新高一】2026-2027学年初升高物理预习衔接练习

2=”=0.6s,则物体上升过程中的平均速 h1+h2 度= =3m/s,D正确。 t1+t2 第5天研究自由落体运动的规律 【即学即练】 1.(1)④①②③（或④①③②） (2)2h(n-1)2 【解析】(1)实验步骤为安装器材、调节器 材、实验数据测量及实验数据处理，对于本 实验先测量高度h或先测量运动时间t,对 实验结果没有影响，故合理的顺序应该是 ④①②③或④①③②。(2)水滴做自由落体 运动，根据位移时间公式有h=2gT,根据 题意有1解得g=2h少 t20 2.B【解析】伽利略斜面实验直接验证的是 位移与时间的二次方成正比的关系，可以证 明速度与时间成正比，所以A错误，B正确； 斜面长度一定时，的值随倾角增大而增 大，则小球从顶端滚到底端时所需的时间随 倾角增大而减小，所以D错误；斜面长度一 定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角 大小有关，所以C错误。 【练新题】 1.D【解析】甲、乙、丙三个图都是实验现象， 采用斜面的目的是“冲淡”重力的作用，使实 验现象更明显，采用不同倾角的斜面，是为 了观察小球运动的规律，形成外推的实验基 础，图丁是在图甲、乙、丙的基础上经过合理 3参考答案8 的外推得到的结论。故选D。 2.B【解析】根据题意可得，小球通过光电门 的速度大小为：=，根据运动学公式。 d 2gh,可得g2h,故选B。 。 【解析】(2)由自由落体运动规律有= 2又兰所以时兰周有票放 d o g= 2。(3)实验中有阻力作用，即%= 2)w2即 12 2g 2f k d2 md2 可得k<。,由 2g ,解得 mg d2 k 1 第6天周末复盘与检测 【即学即练】 1.B【解析】汽车从刹车到静止，加速度为 0-to a=-5m/s2,汽车刹车所需的时间to= a 0-20 -5s=48<6s,则汽车在6s内的位移等 1 于4s内的位移，所以x=ot+2a=20× 4m+2×(-5)×42m=40m,故选B。 2.解：方法一：基本公式法。 经过较长时间，可以让小球B抛出后处于上 升阶段时与A球相遇，故△t的最大值为小 153 预备新高一物理& 第5天 研究目 第1步 知识点/1自由落体运动的实验探究 ★★☆☆☆ 1.实验原理 重物拖着纸带竖直下落时，如果纸带受到 的阻力和空气阻力比重物的重力小得多，可以 近似认为重物仅在重力作用下运动，根据打点 计时器打出的纸带分析和研究重物的运动 规律。 2.实验器材 打点计时器、纸带、带铁夹的铁架台、几个 质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻 度尺。 3.探究过程 (1)如图所示，将打点计时器竖直固定在 铁架台上，连接好电路。 打点 计时器人纸带 夹子 接电源ú重物 (2)令纸带穿过两个限位孔，下端用夹子 连到重物上，让重物靠近打点计时器。 (3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直 状态，启动打点计时器，松手释放纸带让重物 自由下落，重物落地后立刻关闭打点计时器， 打点计时器就在纸带上留下一串小点。 (4)改变重物的质量，重复几次上面的实 验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理。 50 目由落体运动的规律 学新知 4.数据处理 (1)用刻度尺测量打点计时器打出的纸 带上的点之间的距离。 （2)用产求出各点的速度，作出 2T v-t图像，图像应为一条向上倾斜且过原点的 直线。 （3)根据△x=aT2计算加速度。 5.实验结论 自由落体运动是初速度为零、加速度恒定 (约为9.8m/s2,与物体的质量无关)的匀加 速直线运动。 知识点/2伽利略对自由落体运动的研究 ★★☆☆☆ 1.亚里士多德的观点 物体下落的快慢是由它们的质量决定的， 因此重的物体比轻的物体下落得快。这与我 们平常观察到的现象相符。 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，认为重物与轻物应该下落 得一样快，从而否定了亚里士多德的论断。 (2)猜想与假说：伽利略猜想自由落体运 动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是 均匀变化的，有两种可能性：①速度v与时间t 成正比；②速度v与位移x成正比。 (3)数学推理：伽利略通过数学推理得出 对于初速度为零的匀变速直线运动应有x∝t子。 第二周 匀变速直线运动的研究8 因此，只要测出物体通过不同位移所用的时 到90°，这时铜球的运动就是自由落体运动， 间，就可以检验这个物体的速度是否随时间均 铜球仍会保持匀加速直线运动的性质。 匀变化。 (6)伽利略的结论：自由落体运动是初速 (4)实验验证一间接验证方法 度为零的匀加速直线运动，而且所有物体下落 为了克服自由落体运动中下落时间太短 时的加速度都是一样的。 难以测量的困难，伽利略巧妙地采用了间接的 思维延伸 验证方法，即先研究铜球在斜面上的运动 伽利略的逻辑推理 (“冲淡”重力)。 ,=4m/s 4mls<12<8m/6 v,=8 m/s wiwwm v>8 m/s ①如图所示，让铜球沿阻力很小的斜面 按照亚里士多德的观，点，假定大石头的下落 滚下。 速度为8m/s,小石头的下落速度为4m/s,当把两 ②铜球通过的位移跟所用时间的平方之 块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减 比是不变的，即=专 慢，结果整个系统的下落速度应该小于8m/s,但 =…。换用不同质量 两块石头捆在一起，总质量比大石头还要重，因此 的铜球，结果都是相同的。 整个系统的下落速度应该比8m/s还要大，从而 ③结论：铜球沿斜面做匀加速直线运动， 得出矛盾的推论。 且只要斜面倾角一定，铜球的加速度都是相同 3.伽利略的科学方法 的，跟铜球的质量无关。 对现象观察研究提出假说→逻辑推理→ ④不断增大斜面的倾角，重复上述实验， 实验验证对假说进行修正和推广。 可知铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大。 伽利略第一次把实验和逻辑推理（包括 (5)合理外推：当斜面倾角很大时，铜球 数学演算)和谐地结合起来，从而发展了人类 的运动跟落体运动差不多，如果斜面倾角增大 的科学思维方式和科学研究方法。 第2步 过典例 题型1)测重力加速度g的常用方法 即学即练 典例1某同学以墙面为背景，使用手机频闪照相功能拍摄小球 [答案见P15] 1.用滴水法可以测定重力加速 自由下落过程，通过对频闪照片的研究，粗略测定当地的重力加 度的值，装置如图所示。 速度大小。请回答下列问题： 51 预备新高一物理 (1)下列操作步骤的正确顺序 为」 。(只需填写步骤 前的序号) ①仔细调节水龙头和挡板的位 置，使得耳朵刚好听到前一个 水滴滴在挡板上的声音的同 时，下一个水滴刚好开始下落； ②用秒表计时：当听到某一水 滴滴在挡板上的声音的同时， 开启秒表开始计时，并数“1”， 以后每听到一声水滴声，依次 数“2、3、4…”，一直数到“n”时， 计时结束，读出秒表的示数t; ③用刻度尺量出水龙头口距离 挡板的高度h; ④在水龙头下安置一块挡板， 使水一滴一滴断续地滴落到挡 板上。 (2)写出用上述步骤中测量的 量计算重力加速度g的表达式 g= 2.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，得到的结论是()》 A.倾角一定时，小球在斜面上 的位移与时间成正比 52 (1)该同学要从下列物体中选择做自由落体实验的小球，最为合 理的是 A.小塑料球 B.小木球 C.小钢球 D.小泡沫球 (2)如图为该同学拍得的频闪照片的一部分，测得图中部分墙的 高度h=0.72m,手机曝光时间间隔为0.07s,则当地重力加 速度g= m/s2,小球到达位置4时的速度大小为 m/s。（结果均保留三位有效数字) (3)照片中位置1 (选填“是”“不是”或“不确定是”)小 球自由下落的初始位置；由于空气阻力影响，测出的重力加 速度值比实际值 (选填“偏大”或“偏小”)。 【解析】(1)为减小空气阻力对实验造成的误差，需要选择密度较大的 小钢球来进行实验。(2)由题图可得每块砖的厚度心=0，乃 m= 15 0.048m,则g 272 2x(0.07)2m/≈980m/82,小球到达位置3 h4-h12_2×4.8×102 时的速度v3= h23+h349×4.8×10-2 2T =2x0.07m/s≈3.09m/3,小球到达位置4时 的速度4=v3+gT=3.09m/s+9.80x0.07m/s≈3.78m/s。（3)4个位 置间竖直距离之比为3：4：5，故照片中位置1不是小球自由下落的初 始位置。由于空气阻力影响，小球加速度偏小，测出的重力加速度值比 实际值偏小。 【答案】(1)C(2)9.803.78(3)不是偏小 题型2)伽利略对自由落体运动的研究 典例2在一次演示实验中，一个小球在斜面上滚动，小球滚动的 距离和小球运动过程中经历的时间之间的关系如下表所示。 t/s 0.25 0.5 1.0 2.0 x/cm 5.0 20 0 320 3第二周 匀变速直线运动的研究 8 (1)由表可以初步归纳出小球滚动的距离x和小球滚动的时间t 的关系式为(k为常数) B.倾角一定时，小球在斜面上 A.x=kt B.x=kt2 的速度与时间成正比 C.x=kt3 D.无法判断 C.斜面长度一定时，小球从顶 (2)小球的运动为 端滚到底端时的速度与倾 角无关 【解析】由表中给出的时间，位移数据，可以求出苧趋远于一个常数，为 D.斜面长度一定时，小球从顶 80,故可判定x=,可以确定小球做初速度为零的匀加速直线运动。 端滚到底端时所需的时间 【答案】(1)B(2)初速度为零的匀加速直线运动 与倾角无关 第3步 练新题 ☐答案见P15 @建议用时：20分钟 9实际用时：分钟 1.伽利略对自由落体运动的研究是科学实验 台的顶端由静止释放，下落过程小球的球心 和逻辑思维的完美结合，如图可大致表示其 通过光电门的中心，配套的数字计时器记录 实验和思维的过程，对这一过程的分析，下 了小球通过光电门的挡光时间为t。测得小 列说法正确的是( 球的释放点到光电门中心的高度为h,则当 地的重力加速度为( 8 8 o 0o o 0 0 甲 乙 丙 丁 A.图甲、乙、丙、丁都是实验现象 光电门 B.图丁是实验现象，图甲、乙、丙是经过合 7777777777 理的外推得到的结论 A.、3 B.、 2d2 2ht2 C.运用图丁的实验，可“放大”重力的作用， 2h 2d 使实验现象更明显 C D 2 D.运用图甲的实验，可“冲淡”重力的作用， 3.为了测量当地重力加速度，选用实验方案如 使实验现象更明显 下：如图甲所示，直径为d的小铁球被电磁 2.物理学习小组为了测量当地的重力加速度， 铁固定，控制其从A点自由下落，下落过程 设计了如图所示的装置：小球的直径为d, 中经过A点正下方的光电门B时，光电计 铁架台下端固定一光电门。将小球从铁架 时器记录下小球通过光电门的遮光时间t。 53 3预备新高一物理8 电磁铁 率为o,由实验原理可得g= (用ko、d表示)。 (1)用刻度尺测量出AB之间距离h(h≥ 乙 d)。 (2)调整AB之间距离h,记录下小球通过光 (3)在实验中根据测量数据实际绘出} 电门的遮光时间t,多次重复上述过程。 图像的直线斜率为飞，则： 以为织轴，以为横轴，理论上，力 ①k(选填“>”“=”或“<”)k; ②实验过程中所受的平均阻力f与小球 图像为过原点直线，如图乙所示，若斜 重力mg的比值为（用k、k。表示）。 第4步 查效果 必会知识点 对点题号 错题题号 纠错时间 1.自由落体运动的实验探究 2、3 2.伽利略对自由落体运动的研究 1 今天的我： 超级棒！ 还不错！ 需要继续努力。 54