高中物理 第二章 勻變速直線運動的研究 專題2.5 自由落體運動重點回眸學案 新人教版必修1.doc

5．自由落體運動 （一）重點知識回眸 一．運動模型 1．物體做自由落體運動的條件 (1)初速度為零． (2)除重力之外不受其他力的作用． 2．自由落體運動是一種理想化的運動模型 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，當空氣阻力比重力小得多，可以忽略時，物體的下落可以當做自由落體運動來處理． 二、運動規(guī)律 1．基本規(guī)律 (1)速度公式：vt＝gt (2)位移公式：h＝gt2，h＝t 2．重要推論 (1)＝v＝＝. (2)Δh＝gT 2. 3．關于自由落體運動的幾個比例關系式 (1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，…第n s末速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n. (2)前1 s內(nèi)，前2 s內(nèi)，前3 s內(nèi)，…，前n s內(nèi)的位移之比為h1∶h2∶h3∶…∶hn＝1∶4∶9∶…∶n2. (3)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hN＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)． (4)連續(xù)相等位移上所用時間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(－1)∶(－)∶…∶(－)． （二）精品同步練習 第Ⅰ部分 選擇題 一、選擇題：本題共8小題。將正確答案填寫在題干后面的括號里。 1．自由落體運動是(　　) A．物體不受任何作用力的運動 B．物體在真空中的運動 C．加速度為g的豎直下落運動 D．初速度為零、加速度為g的豎直下落運動 【答案】D 【解析】根據(jù)自由落體運動的特點知，自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直下落運動，D正確。 2．關于自由落體運動的加速度g，下列說法中正確的是(　　) A．重的物體g值大 B．同一地點，輕、重物體的g值一樣大 C．g值在地球上任何地方都一樣 D．g值在赤道處大于北極處 【答案】B 【解析】g值與物體輕重無關，A錯誤，B正確；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道處小于北極處，C、D錯誤。 3．關于自由落體運動，下列說法正確的是(　　) A．物體從靜止開始下落的運動就是自由落體運動 B．如果空氣阻力比重力小得多，空氣阻力可以忽略不計，這時由靜止開始下落的運動可以 看做自由落體運動 C．跳傘運動員從飛機上由靜止開始下落，打開降落傘以前的運動看做自由落體運動，打開 降落傘以后的運動不是自由落體運動 D．一雨滴從屋頂落下，途中經(jīng)過一個窗子，雨滴經(jīng)過窗子的這一段運動是自由落體運動 【答案】BC 4．從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應行動經(jīng)過的時間叫反應時間，兩位同學合作，用刻度尺可測得人的反應時間：如圖甲所示，A握住尺的上端，B在尺的下部做握尺的準備(但不與尺接觸)，當看到A放開手時，B立即握住尺，若B做握尺準備時，手指位置如圖乙所示，而握住尺時的位置如圖丙所示，由此測得B同學的反應時間約為(　　) A．2.0 s　　　　　　　　　　B．0.3 s C．0.10 s D．0.4 s 【答案】B 【解析】反應時間就是刻度尺自由下落的時間，應用自由落體運動的規(guī)律即可求解。根據(jù)自由落體運動規(guī)律x＝gt2得反應時間t＝，將x＝(60.00－20.00) cm＝0.40 m，g取 9.8 m/s2代入得t＝s≈0.3 s，B正確。 5．在不同高度同時釋放兩個鉛球(不計空氣阻力)，則在均未落地前，兩者(　　) ①在任一時刻具有相同的加速度、位移和速度 ②落地的時間間隔取決于兩鉛球釋放時的高度 ③在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)位移之比都為1∶4∶9 ④兩鉛球的距離和速度差都越來越大 A．只有①②正確 　　B．只有①②③正確 C．只有①③④正確 D．①②③④都正確 【答案】A 6．如圖所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放，用頻閃照相機在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運動過程中每次曝光的位置，連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T，每塊磚的厚度為d。根據(jù)圖中的信息，下列判斷正確的是(　　) A．位置“1”是小球釋放的初始位置 B．小球做勻加速直線運動 C．小球下落的加速度為 D．小球在位置“3”的速度為 【答案】BCD 7．為了測得一樓房的高度，某同學讓一粒石塊從樓頂自由落下，測出下列哪個量就可以求出樓房的高度(　　) A．僅測出石塊下落到地面的總時間 B．僅測出石塊落地時的速度 C．僅測出石塊落地前的最后1 s內(nèi)的位移 D．以上說法都不對 【答案】ABC 【解析】設樓高為H，根據(jù)H＝gt2知，A正確；根據(jù)v2＝2gH，H＝，B正確；若知道石塊在最后1 s內(nèi)的位移，可求石塊落地時的速度，然后再求樓高。在最后1 s內(nèi)，x＝t＝t＝1＝，v＝x＋，代入H＝，可得樓房的高度，C正確。 8．四個小球在離地面不同高度處同時由靜止釋放，不計空氣阻力，從開始運動起每隔相等的時間間隔，小球依次碰到地面。下圖中，能反映出剛開始運動時各小球相對地面的位置的是(　　) 【答案】C 第Ⅱ部分非選擇題 二、非選擇題：本題4個小題。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上，或按題目要求作答。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 9．用“滴水法”可以測量重力加速度g，具體操作方法是： (1)將一只空鐵皮水桶倒置在水龍頭的正下方，可以十分清晰地聽到水滴滴到桶底上的聲音。細心地調(diào)整水龍頭的閥門或水桶的高度，使得后一個水滴離開水龍頭的同時，恰好聽到前一個水滴撞擊桶底的聲音。 (2)聽到某次響聲時開始用秒表計時，并數(shù)“0”，以后每聽到1次響聲就順次加1，數(shù)到“100”時停止計時。 (3)用尺子量出水龍頭滴水處到桶底的高度。 如果停止計時的時候，秒表上的讀數(shù)是50 s，水龍頭滴水處到桶底的高度為122.5 cm，請你根據(jù)以上實驗及其數(shù)據(jù)，計算出當?shù)氐闹亓铀俣葹開_______。 【答案】9.8 m/s2 【解析】水滴的運動可以視為自由落體運動，水滴從水龍頭落到桶底的時間t＝ s＝0.5 s，由公式x＝gt2得g＝＝m/s2＝9.8 m/s2。 10．圖中甲、乙兩圖都是使用電磁打點計時器測量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點計時器的打點頻率為50 Hz。 (1)甲、乙兩圖相比較，哪個圖所示的裝置更合理？ (2)丙圖是采用較合理的裝置并按正確的實驗步驟進行實驗打出的一條紙帶，其中打出的第一個點標為1，后面依次打下的一系列點跡分別標為2、3、4、5、……經(jīng)測量，第15至第17點間的距離為11.70 cm，第1至第16點間距離為43.88 cm，則打下第16個點時，重物下落的速度大小為________ m/s，測出的重力加速度值為g＝________ m/s2(要求保留三位有效數(shù)字)。 【答案】(1)甲　(2)2.93　9.78(9.75也正確) 【解析】(1)甲圖容易保持紙帶豎直，且可以使紙帶由靜止開始運動，能更有效地減小摩擦力，故甲圖所示裝置更合理。 11．跳傘運動員做低空跳傘表演，他離開飛機后先做自由落體運動，當距離地面125 m時打開降落傘，傘張開后運動員就以14.3 m/s2的加速度做勻減速直線運動，到達地面時的速度為5 m/s，取g＝10 m/s2。問： (1)運動員離開飛機時距地面的高度為多少？ (2)離開飛機后，運動員經(jīng)過多長時間才能到達地面？ 【答案】(1)305 m　(2)9.85 s 【解析】(1)設自由下落高度為h，則此時速度為v1＝ 打開傘減速運動時滿足：－＝2aΔh 式中v2＝5 m/s，a＝－14.3 m/s2，Δh＝125 m 解得h＝180 m 所以總高度為H＝h＋Δh＝（180＋125）m＝305 m （2）第一過程經(jīng)過的時間是t1＝＝6 s 第二過程經(jīng)過的時間是t2＝＝ s≈3.85 s 所以總時間為t＝t1＋t2＝9.85 s 12．在離地面7.2 m處，手提2.2 m長的繩子的上端如圖所示，在繩子的上下兩端各拴一小球，放手后小球自由下落(繩子的質量不計，球的大小可忽略，g＝10 m/s2)求： (1)兩小球落地時間相差多少？ (2)B球落地時A球的速度多大？ 【答案】(1)0.2 s　(2)10 m/s