2025版新教材高中物理第2章第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)學(xué)案新人教版必修第一冊(cè)

PAGE4-第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)1．自由落體運(yùn)動(dòng)(1)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的兩種觀(guān)點(diǎn)①亞里士多德的錯(cuò)誤觀(guān)點(diǎn)：物體下落的快慢跟它的eq\o(□,\s\up4(01))輕重有關(guān)，eq\o(□,\s\up4(02))重的物體下落得快。②伽利略的觀(guān)點(diǎn)：重的物體與輕的物體應(yīng)當(dāng)下落得eq\o(□,\s\up4(03))同樣快。(2)伽利略的科學(xué)方法：通過(guò)eq\o(□,\s\up4(04))邏輯推理發(fā)覺(jué)問(wèn)題，進(jìn)行猜想，得出結(jié)論，最終用eq\o(□,\s\up4(05))試驗(yàn)證明結(jié)論。伽利略這種eq\o(□,\s\up4(06))推理與試驗(yàn)相結(jié)合的方法為物理學(xué)的探討奠定了基礎(chǔ)。(3)定義：物體只在eq\o(□,\s\up4(07))重力作用下從eq\o(□,\s\up4(08))靜止起先下落的運(yùn)動(dòng)。(4)條件：物體只受eq\o(□,\s\up4(09))重力，且初速度eq\o(□,\s\up4(10))為零。(5)理解：自由落體運(yùn)動(dòng)只在eq\o(□,\s\up4(11))真空中才能發(fā)生。在有空氣的空間，假如空氣阻力的作用比較小，可以忽視，物體的下落eq\o(□,\s\up4(12))可以近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。2．自由落體加速度(1)定義：試驗(yàn)表明，在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度eq\o(□,\s\up4(01))都相同，這個(gè)加速度叫作自由落體加速度，也叫作eq\o(□,\s\up4(02))重力加速度，通常用g表示。(2)重力加速度的特點(diǎn)①方向：重力加速度是一個(gè)矢量，其方向eq\o(□,\s\up4(03))豎直向下。②大?。褐亓铀俣鹊拇笮‰S緯度和高度的改變而改變，在赤道處eq\o(□,\s\up4(04))最小，在兩極處eq\o(□,\s\up4(05))最大，隨著緯度的增高而eq\o(□,\s\up4(06))增大，隨著高度的增加而eq\o(□,\s\up4(07))減小。在一般的計(jì)算中，g可以取eq\o(□,\s\up4(08))9.8m/s2或10m/s2。(3)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：自由落體運(yùn)動(dòng)是eq\o(□,\s\up4(09))初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。①基本規(guī)律：速度與時(shí)間的關(guān)系：eq\o(□,\s\up4(10))v＝gt；位移與時(shí)間的關(guān)系：eq\o(□,\s\up4(11))h＝eq\f(1,2)gt2；速度與位移的關(guān)系：eq\o(□,\s\up4(12))v2＝2gh。②重要推論：平均速度公式：eq\x\to(v)＝＝eq\o(□,\s\up4(13))eq\f(gt,2)；連續(xù)相等時(shí)間的位移之差：Δh＝eq\o(□,\s\up4(14))gT2。典型考點(diǎn)一對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解1．(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)肯定是自由落體運(yùn)動(dòng)B．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C．物體只在重力的作用下從靜止起先的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D．當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽視不計(jì)時(shí)，物體自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)答案BCD解析物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)可以加速、減速，也可以是勻速，故A錯(cuò)誤；自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在重力作用下從靜止起先的運(yùn)動(dòng)，故C正確；自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故B正確；假如空氣阻力的作用比較小，可以忽視不計(jì)，物體的下落也可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)，故D正確。典型考點(diǎn)二自由落體加速度2．(多選)關(guān)于重力加速度g，下列說(shuō)法正確的是()A．重的物體g大B．同一地點(diǎn)，輕、重物體的g值一樣大C．g值在任何地方都一樣大D．赤道處的g值小于北極處的g值答案BD解析重力加速度g與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；在同一地點(diǎn)，輕、重物體的重力加速度g相同，故B正確；重力加速度隨著緯度的上升而增大，g值在赤道處小于北極處，故C錯(cuò)誤，D正確。典型考點(diǎn)三自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用3．甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分別從高H、2H處同時(shí)自由落下(H足夠大，且忽視其對(duì)g值的影響)，下列說(shuō)法正確的是()A．同一時(shí)刻甲的速度比乙大B．下落1m時(shí)，甲、乙的速度相同C．下落過(guò)程中甲的加速度大小是乙的5倍D．在自由下落的全過(guò)程，兩球平均速度大小相等答案B解析因?yàn)榧住⒁覂汕蛲瑫r(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的初速度為零，加速度為g，隨意時(shí)刻的速度為v＝gt，所以?xún)汕蛳侣溥^(guò)程中，在同一時(shí)刻速度相等，故A、C錯(cuò)誤；依據(jù)公式v2＝2gh，下落1m時(shí)，甲、乙的速度相同，故B正確；二者高度不同，由t＝eq\r(\f(2h,g))可知下落時(shí)間不等，由eq\x\to(v)＝eq\f(gt,2)知平均速度不同，故D錯(cuò)誤。4．從離地面500m的空中由靜止起先自由落下一個(gè)小球，g取10m/s2，求：(1)小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面；(2)小球最終1s內(nèi)的位移；(3)小球下落一半時(shí)間的位移。答案(1)10s(2)95m(3)125m解析(1)由h＝eq\f(1,2)gt2得落地時(shí)間t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×500,10))s＝10s。(2)前9s內(nèi)的位移h′＝eq\f(1,2)gt′2＝eq\f(1,2)×10×92m＝405m。所以最終1s內(nèi)的位移為x＝h－h(huán)′＝500m－405m＝95m。(3)下落一半時(shí)間的位移為＝eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t,2)))2＝eq\f(1,2)×10×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,2)))2m＝125m。5.有一條豎直懸掛起來(lái)的長(zhǎng)為4.2m的細(xì)桿AB，在桿的正下方離B端0.8m的地方有一個(gè)水平放置的圓環(huán)C，如圖所示，若讓桿自由下落，求：(g取10m/s2)(1)從桿下落起先，上端A及下端B到達(dá)圓環(huán)所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間；(2)AB桿通過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中所用的時(shí)間。答案(1)1.0s0.4s(2)0.6s解析(1)桿下落過(guò)程中，做自由落體運(yùn)動(dòng)。桿的A點(diǎn)到達(dá)圓環(huán)的過(guò)程中，hA＝eq\