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1、2022年高考物理 自由落體運(yùn)動(dòng)學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng),知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
2.能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能自主進(jìn)行分析。
3.知道什么是自由落體的加速度,知道它的方向,了解在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
4.掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。
5.初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法,重點(diǎn)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屯评砟芰Α?
二、 回答問(wèn)題
1、為什么有時(shí)重的物體下落快,輕的物體下落慢?為何會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
2、自由落體運(yùn)動(dòng)是一種什
2、么樣的運(yùn)動(dòng)?勻速直線運(yùn)動(dòng) ??? 勻加速直線運(yùn)動(dòng)? 怎么證明?
三、課前預(yù)習(xí)
1.自由落體運(yùn)動(dòng):物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始的下落運(yùn)動(dòng)叫_________。這種運(yùn)動(dòng)只有在__________中才能發(fā)生;在有空氣的空間中,如果空氣阻力的作用____________,物體的下落也可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)。
2.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)需要滿足兩個(gè)條件① 和 ② 。因此自由落體運(yùn)動(dòng)是__________的 運(yùn)動(dòng)。
3.自由落體加速度又叫做 ,用符號(hào) 表示。在地球上不同的地
3、方,g的大小是不同的:1、緯度越高,g越 ;2、同一緯度,高度越大,g越 。一般的計(jì)算中可以取9.8m/s2或10m/s2,如果沒(méi)有特殊說(shuō)明,都按 m/s2計(jì)算。重力加速度的方向
4.自由落體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間關(guān)系是 ;位移與時(shí)間關(guān)系是 ;位移與速度的關(guān)系是 。
四、例題分析
例1、關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)不受任何外力的作用
B. 在空氣中忽略空氣阻力的運(yùn)動(dòng)就是自由落體
4、運(yùn)動(dòng)
C. 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D. 不同物體做自由落體時(shí)其速度變化的快慢是不相同的
【解析】做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體只受重力,A錯(cuò);忽略空氣阻力,還需要初速度為零,B錯(cuò);C正確 ;不同物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是完全一樣的,所以加速度是一樣的,當(dāng)然速度變化快慢是一樣的。D錯(cuò)。
【答案】C
例2、甲物體的重力比乙物體的重力大5倍,甲從H m高處自由落下,乙從2H m高處同時(shí)自由落下.以下幾種說(shuō)法中正確的是(??????)、
A.兩物體下落過(guò)程中,同一時(shí)刻甲的速率比乙大
B.下落l s末,它們的速度相等
C.各自下落l m它們的速度相等
D.下落過(guò)程中甲的加
5、速度比乙大
【解析】因?yàn)榧滓叶际亲杂陕潴w運(yùn)動(dòng),所以運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全一樣,D錯(cuò);因?yàn)槭峭瑫r(shí)下落,根據(jù)可知同一時(shí)刻甲乙的速率一樣大,A錯(cuò),B正確;根據(jù)知C正確;
【答案】BC
【變?cè)囉?xùn)練】在忽略空氣阻力的情況下,讓一輕一重的兩塊石塊從同一高度同時(shí)自由下落,則關(guān)于兩塊石塊的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是( )
A.重的石塊落得快,先著地
B.輕的石塊落得快,先著地
C.在著地前的任一時(shí)刻,兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度
D.兩塊石塊在下落段時(shí)間內(nèi)的平均速度相等
例3、從某一高塔自由落下一石子,落地前最后一秒下落的高度為塔高的7/16,求塔高。
【解析】方法一:
6、 畫(huà)出石子的運(yùn)動(dòng)草圖。
設(shè)石下落的總時(shí)間為t,塔高為H,則下落距離為塔高的9/16時(shí)經(jīng)過(guò)時(shí)間(t-1),根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式:
……①
……②
解①、②兩式得:t=4s H=80m
方法二:
設(shè)石子落地前最后一秒的初速度為V,則落體瞬間的速度為V+g
根據(jù)有:
……①
②
解①、②得:V=30m/s,H=80m
方法三:
畫(huà)出物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的圖象,如圖所示。
三角形OMN的面積表示石子在前t-1秒內(nèi)下降的高度。大三角形的面積表示塔高。根據(jù)面積比等于相似比的平方,應(yīng)有:
得:t=4s
再根據(jù) 得:H=80m。
【答案】80m
7、
【點(diǎn)評(píng)】由于本章公式多,解題方法很多,通過(guò)本題體會(huì)一題多解的思路,既鍛煉了應(yīng)用公式的能力,又體會(huì)到學(xué)習(xí)物理的方法。并且要會(huì)應(yīng)用圖象解決物理問(wèn)題的思維方法。
【變?cè)囉?xùn)練】物體從高h(yuǎn)處自由下落,它落到地面前的1s內(nèi)共下落了35m,求物體下落的高度及下落的時(shí)間。
五、鞏固練習(xí)
1.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)一定是自由落體運(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運(yùn)動(dòng)
C.物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(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、可以忽略不計(jì)時(shí),物體自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)
2.關(guān)于重力
8、加速度的說(shuō)法中正確的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物體運(yùn)動(dòng)的快慢
B.重力加速度表示自由下落物體運(yùn)動(dòng)速度變化的大小
C.重力加速度表示自由下落物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢
D.輕物體和重物體的重力加速度不同,所以重的物體先落地
3.甲、乙兩物體分別從10m和20m高處同時(shí)自由落下,不計(jì)空氣阻力,下面描述正確的是( )
A.落地時(shí)甲的速度是乙的1/2
B.落地的時(shí)間甲是乙的2倍
C.下落1s時(shí)甲的速度與乙的速度相同
D.甲、乙兩物體在最后1s內(nèi)下落的高度相等
4.圖1所示的各v-t圖象能正確反映自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的是( )
9、5.從某高處釋放一粒小石子,經(jīng)過(guò)1s從同一地點(diǎn)再釋放另一粒小石子,則在它們落地之前,兩粒石子間的距離將 ( )
A.保持不變 B.不斷增大
C.不斷減小 D.有時(shí)增大,有時(shí)減小
6.質(zhì)量為2kg的小球從離地面80m空中自由落下,g=10m/s2,求
1、經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落地?
2、第一秒和最后一秒的位移。
3、下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)下落的位移。
7.人從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到采取相應(yīng)行動(dòng)所用的時(shí)間稱為反應(yīng)時(shí)間,該時(shí)間越小說(shuō)明人的反應(yīng)越靈敏,反應(yīng)時(shí)間可用自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)試:請(qǐng)一同學(xué)用兩個(gè)手指捏住直尺的頂端,你用一只手在直尺下端做捏住直尺的準(zhǔn)備,但
10、手不能碰到直尺,記下這時(shí)手指在直尺上的位置。當(dāng)看到那位同學(xué)放開(kāi)直尺時(shí),你立即捏住直尺,測(cè)了直尺下落的高度為10 cm ,那么你的反應(yīng)時(shí)間是多少?
【能力拓展】
1. 兩個(gè)物體用長(zhǎng)L=9.8 m的細(xì)繩連接在一起,從同一高度以1 s的時(shí)間差先后自由下落,當(dāng)繩子拉緊時(shí),第二個(gè)物體下落的時(shí)間是多少?
2. 一礦井深為125 m ,在井口每隔一定時(shí)間自由下落一個(gè)小球。當(dāng)?shù)?1個(gè)小球剛從井口開(kāi)始下落時(shí),第1個(gè)小球恰好到達(dá)井底,求:
(1)相鄰兩個(gè)小球開(kāi)始下落的時(shí)間間隔;
(2)這時(shí)第3個(gè)小球和第5個(gè)小球相隔的距離。(g=10 m/s2 )
【課后作業(yè)】
為了測(cè)出井口到里水面的深度,讓一個(gè)小石塊從井井口落下,經(jīng)過(guò)2s后聽(tīng)到石塊落到水里的聲音。求井口到水面的大約深度(不考慮聲音傳播所用的時(shí)間 )