新教材人教版高中物理必修第一冊第二章勻變速直線運動的研究-教學(xué)課件

1、1.實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 2.勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 P13 3.勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系 P38 4.自由落體運動 P80 第二章勻變速直線運動的研究1.實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 2.勻變一、實驗?zāi)康?.進一步練習(xí)使用打點計時器及利用紙帶求瞬時速度。2.探究小車速度隨時間的變化規(guī)律。3.會用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)。二、實驗器材_、一端帶有滑輪的長鋁板、小車、紙帶、細繩、槽碼、_、導(dǎo)線、_。打點計時器刻度尺交流電源一、實驗?zāi)康拇螯c計時器刻度尺交流電源三、實驗原理與設(shè)計1.實驗的基本思想極限思想:平均速度代替瞬時速度的方法,并結(jié)合x趨向于0時的_可近似等于瞬

2、時速度。2.實驗原理:(1)打點計時器打出的紙帶能記錄運動物體在不同時刻的位置。(2)求紙帶上某點的瞬時速度一般用_代替。(3)用描點法畫出小車的v -t圖像,圖線的傾斜程度表示_的大小,如果v -t圖像是一條傾斜的直線,說明物體的速度是均勻變化的。3.實驗設(shè)計:(1)紙帶上某點的瞬時速度的求法;(2)利用v -t圖像求加速度。平均速度一小段時間內(nèi)的平均速度加速度三、實驗原理與設(shè)計平均速度一小段時間內(nèi)的平均速度加速度【實驗過程】一、實驗步驟1.如圖所示,把附有滑輪的長鋁板放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長鋁板上沒有滑輪的一端,連接好電路?！緦嶒炦^程】2.把一條細繩拴在小車上,

3、使細繩跨過滑輪,下邊掛上適當?shù)牟鄞a,把紙帶穿過打點計時器,并把紙帶的一端固定在小車的后面。3.把小車停在靠近打點計時器處,接通電源后,釋放小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列小點,隨后,關(guān)閉電源。4.換上新的紙帶,重復(fù)實驗兩次。5.增減所掛槽碼的個數(shù),按以上步驟再做兩次實驗。2.把一條細繩拴在小車上,使細繩跨過滑輪,下邊掛上適當?shù)牟鄞a二、數(shù)據(jù)收集與分析1.瞬時速度的計算:(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開始一些比較密集的點,在后面便于測量的地方找一個點,作為計數(shù)起點,以后依次每五個點取一個計數(shù)點,并標明0、1、2、3、4、,如圖所示。二、數(shù)據(jù)收集與分析(2)依

4、次測出01、02、03、04、的距離x1、x2、x3、x4,填入表中。位置123456長度x1x2x3x4x5x6各段長度0213243546時間間隔v/(ms-1)(2)依次測出01、02、03、04、的距離x1、x2、x(3)1、2、3、4、各點的瞬時速度分別為:v1= 、v2= 、v3= 、v4= 、。將計算得出的各點的速度填入表中。(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),分析速度隨時間變化的規(guī)律。(3)1、2、3、4、各點的瞬時速度分別為:v1= 、2.作出小車運動的v -t圖像:(1)定標度、描點:坐標軸的標度選取要合理,應(yīng)使圖像大致分布在坐標平面中央。描點時要用平行于兩坐標軸的虛線標明該點的位置坐

5、標。(所描的點一般用“”標明)(2)連線:畫一條直線,讓這條直線通過盡可能多的點,不在線上的點均勻分布在直線的兩側(cè),偏差比較大的點忽略不計,如圖所示。(3)觀察所得到的直線,分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律。3.求解加速度:根據(jù)所畫v -t圖像的斜率求出小車運動的加速度a= 。2.作出小車運動的v -t圖像:【誤差分析】1.實驗原理不完善造成系統(tǒng)誤差:(1)作v -t圖像不準確造成的誤差; (2)長鋁板的粗糙程度不完全相同造成的誤差。2.測量、操作不夠準確造成偶然誤差:在紙帶上測量位移時出現(xiàn)的測量誤差?！菊`差分析】【實驗探究】1.參看實驗步驟2中“使細繩跨過滑輪,下邊掛上適當?shù)牟鄞a”,其中,你對

6、“適當?shù)牟鄞a”如何理解?(科學(xué)探究)提示:槽碼的個數(shù)決定小車所受的牽引力,小車在不同牽引力作用下的運動不同,若槽碼個數(shù)過多,小車運動太快,則在紙帶上打的點過少,若槽碼個數(shù)過少,小車運動太慢,則在紙帶上打的點過密,這兩種情況都不利于進行實驗數(shù)據(jù)的測量分析。所以掛適當?shù)牟鄞a的目的是使紙帶受到的拉力適中,從而使紙帶運動的速度適中,紙帶上的點疏密適中,便于測量和分析。【實驗探究】2.在實驗中,測量每相鄰兩計數(shù)點間距離的正確方法是什么?(科學(xué)探究)提示:測量每兩個相鄰計數(shù)點間的距離,應(yīng)該用帶著毫米刻度的長尺的零刻度對準起點,讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度值,然后逐一相減,得到每兩個計數(shù)點間距離的數(shù)值。3.若紙帶

7、上相鄰的點間距過小,如何確定計數(shù)點從而減小測量誤差?(科學(xué)思維)提示:可每隔四個點取一個計數(shù)點(或每五個點取一個計數(shù)點),則計數(shù)點間的時間間隔為0.10 s。4.v -t圖像中直線的斜率表示運動物體的加速度,我們能否采用測出直線傾斜角,然后求出其正切值的方法來計算運動物體的加速度?若不能,則應(yīng)如何計算?(科學(xué)思維)提示:不能采用求正切值的方法來計算運動物體的加速度,因為還涉及標度的問題,應(yīng)利用直線上相距較遠的兩個點的坐標來計算加速度。2.在實驗中,測量每相鄰兩計數(shù)點間距離的正確方法是什么?(科2.勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 2.勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 一、勻變速直線運動1.概念

8、:沿著一條直線,且_不變的運動。2.特點:(1)_不變。(2)運動軌跡是_。3.分類:(1)勻加速直線運動:速度隨著時間_的勻變速直線運動。 (2)勻減速直線運動:速度隨著時間_的勻變速直線運動。4.v -t圖像:一條_的直線,如圖,a為_直線運動,b為_直線運動。加速度加速度直線均勻增加均勻減小傾斜勻加速勻減速一、勻變速直線運動加速度加速度直線均勻增加均勻減小傾斜勻加速二、速度與時間關(guān)系1.速度公式:v=_。2.公式的意義:做勻變速直線運動的物體,在t時刻的速度v,等于物體在開始時刻的_,再加上在整個過程中速度的_。3.公式適用條件:_運動。v0+at速度v0變化量at勻變速直線二、速度與時

9、間關(guān)系v0+at速度v0變化量at勻變速直線主題一 勻變速直線運動【生活情境】一只獵豹正以某一初速度在廣闊的草原上沿直線奔跑,某攝影師抓拍了獵豹在不同時刻的速度值,列表如下:時刻t/s0123456789速度v/(ms-1)12345678910主題一 勻變速直線運動時刻t/s0123456789速度12【問題探究】(1)畫出獵豹運動的v -t圖像,并說明其v -t圖像有哪些特點。提示:v -t圖像如圖所示。獵豹運動的v -t圖像是一條傾斜的直線。 (2)從v -t圖像中可以看出,獵豹的速度變化有什么特點?獵豹做什么運動?提示:從v -t圖像中可以看出,在相等的時間間隔t內(nèi),對應(yīng)的速度變化量v

10、都相等,即是一個恒量,即獵豹運動的加速度保持不變;獵豹做勻加速直線運動?！締栴}探究】【結(jié)論生成】1.勻速直線運動的v -t圖像:如圖甲所示,由于勻速直線運動的速度不隨時間改變,因而v -t圖像是一條平行于時間軸的直線。從圖像中可以直接讀出速度的大小和方向。2.勻變速直線運動:沿著一條直線,且加速度不變的運動?！窘Y(jié)論生成】3.勻變速直線運動的v -t圖像:如圖乙所示,勻變速直線運動的v -t圖像是一條傾斜的直線。(1)直線a反映了速度隨著時間是均勻增加的,為勻加速直線運動的圖像。(2)直線b反映了速度隨著時間是均勻減小的,為勻減速直線運動的圖像。(3)直線c反映了速度隨著時間先均勻減小,后均勻增

11、加,由于加速度不變,整個運動過程也是勻變速直線運動。3.勻變速直線運動的v -t圖像:4.v-t圖像中的五點信息:(1)縱截距:表示物體的初速度。(2)橫截距:表示物體在開始計時后過一段時間才開始運動,或物體經(jīng)過一定時間速度變?yōu)榱恪?3)與橫軸的交點:表示速度為零且方向改變的時刻。(4)圖線拐點:表示加速度改變的時刻。(5)兩圖線的交點:表示該時刻兩物體具有相同的速度。4.v-t圖像中的五點信息:【典例示范】(多選)如圖所示是質(zhì)點做直線運動的v -t圖像,則有()A.在前6 s內(nèi)質(zhì)點做勻變速直線運動B.在24 s內(nèi)質(zhì)點做勻變速直線運動C.4 s末質(zhì)點的速度大小是4 m/s,方向與規(guī)定的正方向相

12、反D.34 s內(nèi)與46 s內(nèi)質(zhì)點的速度方向相反【解析】選B、C。質(zhì)點在06 s內(nèi)速度方向改變,加速度沒有保持恒定不變,故整個6 s內(nèi)質(zhì)點不是做勻變速直線運動,A錯誤;質(zhì)點在24 s內(nèi),速度圖線的斜率不變,即加速度不變,質(zhì)點做勻變速直線運動,B正確;根據(jù)圖像可知4 s末質(zhì)點的速度是-4 m/s,即大小是4 m/s,方向與規(guī)定的正方向相反,C正確;質(zhì)點在34 s內(nèi)和46 s內(nèi)速度均為負值,表明在這兩段時間內(nèi)質(zhì)點的速度方向相同,都與規(guī)定的正方向相反,D錯誤?！镜淅痉丁俊疽?guī)律方法】 v -t圖像的認識方法(1)正確認識v -t圖像,從圖像中讀出需要的信息是解題的關(guān)鍵。其中圖線在t軸以上部分說明速度為

13、正方向,圖線斜率k0,加速度為正,圖線斜率k0,勻減速直線運動a0,說明v與v0方向相同;v10 s,所以10 s末的速度v2=v0+a2t=(12.5-0.610) m/s=6.5 m/s。(3)設(shè)汽車經(jīng)t0時間就停止,末速度v=0,a3=-3 m/s2,由v=v0+a3t0,得t0= 4.2 s10 s所以10 s末汽車的速度為零。答案:(1)18.5 m/s(2)6.5 m/s(3)0【解析】(1)取初速度方向為正方向,【誤區(qū)警示】處理剎車應(yīng)注意的問題(1)明確車輛的剎車時間(車輛末速度變?yōu)榱銜r所用的時間)。通?？捎蓆= 計算得出。并判斷要研究的時長大于剎車時間還是小于剎車時間。(2)若

14、要研究的時長小于剎車時間,則汽車在要研究的時間段內(nèi)的實際運動時間等于時長;反之,實際運動時間等于剎車時間。(3)常見錯誤:誤以為汽車在給定的時間內(nèi)一直做勻減速直線運動,簡單套用速度公式v=v0+at,得出的速度出現(xiàn)負值?！菊`區(qū)警示】處理剎車應(yīng)注意的問題【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.物體沿一條直線做勻加速直線運動,經(jīng)過A點的速度為2 m/s,經(jīng)過2 s到達B點時的速度為6 m/s,再經(jīng)過3 s物體到達C點。求:(1)物體加速度的大小。(2)物體到達C點時的速度?！窘馕觥?1)設(shè)物體運動的方向為正方向,則vA=2 m/s,vB=6 m/s,t1=2 s,根據(jù)v=v0+at可知vA+at1=vB,代入數(shù)據(jù)解得a=

15、2 m/s2。(2)根據(jù)v=v0+at可知,vC=vB+at2=6 m/s+23 m/s=12 m/s。答案:(1)2 m/s2(2)12 m/s【素養(yǎng)訓(xùn)練】2.一輛公共汽車由靜止出發(fā)做勻加速直線運動,后改做速度為 12 m/s 的勻速直線運動,汽車在勻速行駛的過程中突遇緊急情況,需要停車,若其剎車的加速度大小為4 m/s2,那么剎車2 s和剎車5 s時的速度為多少?【解析】中途緊急剎車,設(shè)汽車停下所需時間為t0,則t0= s=3 st1=2 s3 s,則2 s時的速度v1=v0+at1v1=12+(-4)2 m/s=4 m/st2=5 s0,說明物體通過的位移方向與初速度方向相同;x0,說明

16、位移的方向與初速度的方向相反。4.兩種特殊形式:(1)當v0=0時,v2=2ax。(初速度為零的勻加速直線運動)(2)當v=0時,- =2ax。(末速度為零的勻減速直線運動)3.公式的矢量性:【典例示范】一物體從斜面上某點由靜止開始做勻加速直線運動,經(jīng)過3 s后到達斜面底端,并在水平地面上做勻減速直線運動,又經(jīng)9 s停止,則物體在斜面上的位移與水平面上的位移之比是()A.11B.12C.13D.31【解析】選C。物體在斜面上運動時,v=3a1,平均速度v1= a1,x1=v1t1= a1;物體在水平面上運動時,平均速度v2=v1= a1,x2=v2t2= a1。所以x1x2=13?！镜淅痉丁?/p>

17、【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.F1是英文Formula One的縮寫,即一級方程式賽車,是僅次于奧運會和世界杯的世界第三大賽事,假設(shè)賽車啟動時加速度為5 m/s2,最大速度可達216 km/h,加速過程可以近似為勻加速直線運動,則賽車加速階段的位移的大小是()A.360 mB.36 mC.720 mD.72 m【解析】選A。由題意,加速度a=5 m/s2,初速度v0=0,末速度v=216 km/h=60 m/s,s= m=360 m,A正確?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】2.滑板愛好者由靜止開始沿一斜坡勻加速下滑,經(jīng)過斜坡中點時的速度為v,則到達斜坡底端時的速度為()A. vB. vC.2vD. v【解析】選A。設(shè)斜坡長度為

18、s,根據(jù)公式,到達中點時v2=2a ,到達斜坡底端時v2=2as,所以v= v,所以A正確。2.滑板愛好者由靜止開始沿一斜坡勻加速下滑,經(jīng)過斜坡中點時的【補償訓(xùn)練】物體的初速度是v0,以加速度a做勻加速直線運動,如果要使速度增加到初速度的n倍,則經(jīng)過的位移是()A. (n2-1)B. (n-1)C. n2D. (n-1)2【解析】選A。由速度位移公式v2- =2ax得,x= (n2-1)?！狙a償訓(xùn)練】主題 運動學(xué)公式實際問題中的綜合應(yīng)用【問題探究】情景1:如圖是中國空軍 殲1 5戰(zhàn)機在航母甲板上起飛的情形。假設(shè)起飛甲板的長度為200 m,降落甲板的長度為90 m,殲 1 5 戰(zhàn)機起飛的最小速度

19、為80 m/s,飛機在航母上的平均加速度為15 m/s2。情景2:如圖所示,殲 1 5在航母甲板上降落時的速度達到60 m/s,為了使飛機安全降落,航母上裝有阻攔索,可以使飛機在短距離內(nèi)停止運動。 試結(jié)合上述兩種情景,討論下列問題:主題 運動學(xué)公式實際問題中的綜合應(yīng)用(1)在情景1中,如果飛機從靜止開始做勻加速直線運動,飛機在航母上能否正常起飛?提示:飛機初速度為零,由位移與速度關(guān)系式得飛機滑離甲板時v= m/s=20 m/s由于20 m/s80 m/s,所以飛機不能正常起飛。(1)在情景1中,如果飛機從靜止開始做勻加速直線運動,飛機在(2)在情景1中,飛機如果要在甲板上正常起飛,航母和飛機要

20、有一定的初速度,航母的初速度是多少?飛機在航母上的運動時間是多少?提示:由位移與速度關(guān)系式v2- =2ax可得:v0= m/s=20 m/s即航母以20 m/s的速度航行由速度公式v=v0+at可得運動時間t= s=4 s(2)在情景1中,飛機如果要在甲板上正常起飛,航母和飛機要有(3)在情景2中,如果航母靜止,降落時在甲板上滑行的距離為90 m。飛機要安全降落,阻攔索對飛機產(chǎn)生的加速度是多少?提示:飛機的初速度v=60 m/s,末速度為零,即v=0,由位移與速度關(guān)系式得:a= m/s2=-20 m/s2。(4)對于v=v0+at,x=v0t+ at2,v2- =2ax三個公式,應(yīng)用時在選擇公

21、式上應(yīng)注意的問題是什么?對于勻減速運動,應(yīng)注意的問題是什么?提示:勻變速直線運動的每一個公式都涉及四個物理量,解題時應(yīng)注意根據(jù)題目所給的三個已知量以及要求的未知量,合理選用公式。對于勻減速直線運動的解答結(jié)果的討論,要注意題目所描述的問題有沒有反向運動的可能,從而確定解答結(jié)果。(3)在情景2中,如果航母靜止,降落時在甲板上滑行的距離為9【結(jié)論生成】1.運動學(xué)公式的選取技巧:(1)如果題目中無位移x,也不求位移,一般選用速度公式v=v0+at。(2)如果題目中無末速度v,也不求末速度,一般選用位移公式x=v0t+ at2。(3)如果題目中無運動時間t,也不求運動時間,一般選用位移與速度關(guān)系式v2-

22、 =2ax。(4)如果題目中無加速度a,也不求加速度,一般選用公式x=【結(jié)論生成】2.用勻變速直線運動規(guī)律解題的步驟:(1)認真審題,弄清題意和物體的運動過程,必要的時候畫出物體運動過程的示意圖。(2)明確已知物理量和要求的物理量。(3)規(guī)定正方向(一般取初速度的方向為正方向),從而確定已知量和未知量的正、負號,對于無法確定方向的未知量,可以先假設(shè)此量方向為正方向。(4)選擇恰當?shù)墓角蠼狻?5)判斷結(jié)果是否合乎題意,根據(jù)正負號確定所求物理量的方向。2.用勻變速直線運動規(guī)律解題的步驟:【典例示范】從車站開出的汽車,做勻加速直線運動,走了12 s時,發(fā)現(xiàn)還有乘客沒上來,于是立即做勻減速直線運動至

23、停車。汽車從開出到停止總共歷時20 s,行進了50 m。求汽車的最大速度。【解題指南】解答本題把握以下兩點:(1)本情景涉及兩個過程:先勻加速直線運動,后勻減速直線運動。(2)選擇恰當公式或采用v-t圖像法來解決?！镜淅痉丁俊窘馕觥糠椒ㄒ?設(shè)最大速度為vm,由題意,可得方程組x= +vmt2- ,t=t1+t2,vm=a1t1,0=vm-a2t2整理得vm=5 m/s方法二:勻加速階段和勻減速階段平均速度相等,都等于 ,故全過程的平均速度等于 ,由平均速度公式得 ,解得vm= m/s=5 m/s。方法三:應(yīng)用圖像法,作出運動全過程的v -t圖像如圖所示。v -t圖線與t軸圍成三角形的面積與位

24、移等值,故x= ,所以vm= m/s=5 m/s。答案:5 m/s【解析】方法一:設(shè)最大速度為vm,由題意,可得方程組【規(guī)律方法】運動學(xué)問題的常見四種解題方法(1)公式法:有些題根據(jù)題目條件選擇恰當?shù)墓郊纯?。但對勻減速運動要注意兩點,加速度在代入公式時一定是負值;題目所給的時間不一定是勻減速運動的時間,要判斷是否為勻減速的時間后才能用。(2)圖像法:借助v-t,x-t圖像解決問題。(3)逆向分析法:將勻減速運動看作反方向的勻加速運動。(4)變換參照系法:在運動學(xué)問題中,相對運動問題是比較難的部分,若采用變換參照系法處理此類問題,可起到化難為易的效果?！疽?guī)律方法】運動學(xué)問題的常見四種解題方法【

25、素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,假設(shè)動車組列車在某段距離中做勻加速直線運動,速度由5 m/s增加到10 m/s時位移為x1。則當速度由10 m/s增加到15 m/s時,它的位移是()A. x1B. x1C.2x1D.3x1【解析】選B。由公式 =2ax變形得x= ,則 ,所以x2= x1,B正確?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】2.汽車以15 m/s的速度勻速行駛,司機發(fā)現(xiàn)前方有危險,在0.8 s后才能做出反應(yīng),實施制動,這個時間稱為反應(yīng)時間。若汽車剎車時能產(chǎn)生的最大加速度為5 m/s2,從汽車司機發(fā)現(xiàn)前方有危險到剎車后汽車完全停下來,汽車所通過的距離叫剎車距離。求:(1)在反應(yīng)時間內(nèi)汽車行駛的距離。(2)剎車后汽車行駛

26、的距離?！窘馕觥?1)在反應(yīng)時間內(nèi)汽車做勻速直線運動,其位移為x1=v0t1=150.8 m=12 m。(2)由開始制動到速度為零的時間t2= s=3 s。汽車制動后做勻減速直線運動,位移x2=v0t2- =(153- 532) m=22.5 m。答案:(1)12 m(2)22.5 m2.汽車以15 m/s的速度勻速行駛,司機發(fā)現(xiàn)前方有危險,在4.自由落體運動 4.自由落體運動 一、自由落體運動1.定義:物體只在_作用下從_開始下落的運動。2.特點:(1)運動性質(zhì):初速度等于_的勻加速直線運動。(2)受力特點:只受_作用。(3)物體下落可看作自由落體運動的條件:在實際中物體下落時由于受空氣阻力

27、的作用,物體并不是做自由落體運動,只有當空氣阻力比重力小得多,可以忽略時,物體的下落才可當作_運動來處理。重力靜止零重力自由落體一、自由落體運動重力靜止零重力自由落體二、自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用自由落體運動的重要公式:(1)速度公式:v=_。(2)位移公式:h=_。(3)速度-位移公式:v2=_。(4)平均速度公式: (5)逐差公式:hn-hn-1=_。gt2ghgT2二、自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用gt2ghgT2三、自由落體加速度任務(wù)驅(qū)動自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)嗎?同一物體在月球和地球上做自由落體運動時加速度相同嗎?提示:自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量無關(guān)系。同一物體在月球和地球上自

28、由落體的加速度不相同。三、自由落體加速度1.定義:在同一地點,一切物體自由下落的加速度都_,這個加速度叫自由落體加速度,又叫作_,通常用g表示。2.方向:總是_。3.大小:(1)在地球上的同一地點:一切物體自由下落的加速度都_。(2)在地球上不同的地點,g的大小一般是_(A.相同B.不同)的,g值隨緯度的增大而逐漸_。(3)一般取值:g= _或g= _。重力加速度豎直向下相同B9.8 m/s210 m/s2相同增大1.定義:在同一地點,一切物體自由下落的加速度都_,主題一自由落體運動【天文情境】航天員在月球上讓一把錘子和一根羽毛同時下落,觀察到它們同時落到月球表面。主題一自由落體運動【問題探究

29、】(1)空氣中的落體運動在什么條件下可看作自由落體運動?提示:空氣的阻力作用可以忽略。(2)結(jié)合上述【實驗探究】,考慮物體下落有什么規(guī)律?提示:沒有空氣阻力時,輕重不同的物體下落快慢都相同,即物體下落的快慢與物體重力的大小無關(guān)?！締栴}探究】【結(jié)論生成】1.物體做自由落體運動的條件:(1)初速度為零。(2)只受重力。(3)物體下落可看作自由落體運動的條件:在實際中物體下落時由于受空氣阻力的作用,物體并不是做自由落體運動,只有當空氣阻力比重力小得多,可以忽略時,物體的下落才可當作自由落體運動來處理。2.運動特點:(1)初速度為零,加速度為重力加速度g的勻加速直線運動,是勻變速直線運動的特例。(2)

30、運動圖像:自由落體運動的v -t圖像是一條過原點的傾斜直線,斜率是k=g?！窘Y(jié)論生成】【典例示范】(多選)關(guān)于自由落體運動,下列說法正確的是()A.豎直向下的運動一定是自由落體運動B.自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動C.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動D.熟透的蘋果從樹枝開始自由下落的運動可被視為自由落體運動【解析】選B、C、D。物體做自由落體運動的條件是初速度為零且只受重力作用,故A錯誤,C正確;所有物體做自由落體運動的加速度均為g,運動性質(zhì)是由靜止開始的勻加速直線運動,故B正確;熟透的蘋果在下落過程中雖受空氣阻力作用,但該阻力遠小于它的重力

31、,可以忽略該阻力,故可將該過程視為自由落體運動,故D正確?！镜淅痉丁俊狙a償訓(xùn)練】1.(多選)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn):在月球表面沒有空氣,重力加速度約為地球表面處重力加速度的 。若宇航員登上月球后,在空中同一高度處同時由靜止釋放羽毛和鉛球,忽略地球和其他星球?qū)λ鼈兊挠绊?以下說法中正確的是()A.羽毛將加速上升,鉛球?qū)⒓铀傧陆礏.羽毛和鉛球都將下落,且同時落到月球表面C.羽毛和鉛球都將下落,但鉛球先落到月球表面D.羽毛和鉛球都將下落,且落到月球表面的速度相同【解析】選B、D。羽毛和鉛球在月球表面時都只受到重力作用,故它們均做自由落體運動,它們將同時落地,所以選項A、C錯誤,選項B、D正確。【補償訓(xùn)練】2

32、.踢毽子是我國民間的一項體育活動,被人們譽為“生命的蝴蝶”。毽子由羽毛和銅錢組成,在下落時總是銅錢在下羽毛在上,如圖所示,對此分析正確的是()A.銅錢重,所以總是銅錢在下羽毛在上B.如果沒有空氣阻力,也總是出現(xiàn)銅錢在下羽毛在上的現(xiàn)象C.因為空氣阻力的存在,所以總是銅錢在下羽毛在上D.毽子的下落是自由落體運動【解析】選C。毽子在下落時總是銅錢在下羽毛在上,是由于空氣阻力的影響,毽子的下落不能看作自由落體運動,A、D錯,C對;如果沒有空氣阻力,就不一定出現(xiàn)銅錢在下羽毛在上的現(xiàn)象,B錯。2.踢毽子是我國民間的一項體育活動,被人們譽為“生命的蝴蝶”主題二自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用【生活情境】熟透的蘋果從樹

33、上落下來,不計空氣阻力。只受重力作用可以看作是自由落體運動。主題二自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用【問題探究】(1)自由落體運動與勻變速直線運動兩者是什么關(guān)系?(2)前面所學(xué)的勻變速直線運動的基本公式及推論,有哪些適用于自由落體運動?哪些不適用?提示:(1)自由落體運動屬于勻變速直線運動,自由落體運動是勻變速直線運動中的一個特例。(2)前面所學(xué)的勻變速直線運動的基本公式及推論對自由落體運動都適用?！締栴}探究】【結(jié)論生成】1.關(guān)于自由落體的幾個重要公式:【結(jié)論生成】2.關(guān)于自由落體運動的幾個比例關(guān)系式:(1)第1T末,第2T末,第3T末第nT末速度之比v1v2v3vn=123n。(2)前1T內(nèi),前2T內(nèi),

34、前3T內(nèi)前nT內(nèi)的位移之比h1h2h3hn=12232n2。(3)第1T內(nèi),第2T內(nèi),第3T內(nèi)第nT內(nèi)的位移之比hhhhN=135(2n-1)。(4)通過第1個h,第2個h,第3個h第n個h所用時間之比t1t2t3tn=1( -1)( )( )2.關(guān)于自由落體運動的幾個比例關(guān)系式:【典例示范】在一場大地震中,一架直升機從離地面 500 m 的空中在災(zāi)區(qū)某地上空做定點空投救災(zāi)物資,g取10 m/s2,求: (1)落到地面所用的時間。(2)自開始下落計時,在第1 s內(nèi)的位移、最后1 s內(nèi)的位移?！镜淅痉丁俊窘馕觥?1)由h= gt2,得落地所用時間:t= s=10 s(2)第1 s內(nèi)的位移:h1

35、= 1012 m=5 m因為從開始運動起前9 s內(nèi)的位移為h9= 1092 m=405 m所以最后1 s內(nèi)的位移為h=h-h9=500 m-405 m=95 m。答案:(1)10 s(2)5 m95 m【解析】(1)由h= gt2,得落地所用時間:【素養(yǎng)訓(xùn)練】一物體從H高處自由下落,經(jīng)時間t落地,則當它下落 時,離地的高度為()A. B. C. D. 【解析】選C。根據(jù)h= gt2,下落高度與時間的平方成正比,所以下落 時,下落高度為 ,離地高度為 ?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】【補償訓(xùn)練】1.(多選)物體從離地面45 m高處做自由落體運動(g取10 m/s2),則下列選項中正確的是()A.物體運動3 s后落

36、地B.物體落地時的速度大小為30 m/sC.物體在落地前最后1 s內(nèi)的位移為25 mD.物體在整個下落過程中的平均速度為20 m/s【解析】選A、B、C。由h= gt2得t= =3 s最后1 s內(nèi)位移h= =25 m落地速度v=gt=30 m/s全程的平均速度 m/s=15 m/s【補償訓(xùn)練】2.(多選)為了測出樓房的高度,讓一石塊從樓頂自由落下(不計空氣阻力),只測出下列哪個物理量能算出樓房的高度()A.石塊下落到地面的時間B.石塊下落過程中通過任意一扇窗戶的時間C.石塊落地前最后一秒的位移D.石塊通過最后一米位移所用的時間【解析】選A、C、D。由h= gt2可知選項A可算出樓房的高度,由h

37、= gt2和h-s= g(t-1)2可知選項C可算出樓房的高度,由h= gt2和h-1= g(t-t)2可知D可算出樓房的高度。2.(多選)為了測出樓房的高度,讓一石塊從樓頂自由落下(不計主題三重力加速度的測量方法【實驗情境】利用如圖所示的實驗裝置測定重力加速度。用手捏住紙帶上端把紙帶拉成豎直狀態(tài),并使重物停在靠近打點計時器處。先接通電源,再松開紙帶讓重物自由下落,打點計時器在紙帶上打下一系列的點。主題三重力加速度的測量方法【問題探究】如何根據(jù)打上點的紙帶求出重物的重力加速度?提示:可用下列兩種方法求出重力加速度:(1)由vn= 求出各點的瞬時速度,作出v -t圖像,v -t圖像是一條過原點的傾斜直線,直線斜率表示加速度。(2)由x=aT2計算加速度。【問題探究】【結(jié)論生成】1.打點計時器法:(科學(xué)探究) (1)實驗裝置如圖所示。打點計時器固定在鐵架臺