（2021新人教版）高中物理必修第一册2.4.1自由落体运动规律应用 习题课ppt课件.ppt

1、2.52.5自由落体运动自由落体运动 规律应用规律应用 第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 小游戏：小游戏： 测测你的反应时间 课堂回顾课堂回顾 自由落体运动自由落体运动 产生的条件 只受重力作用 从静止开始 运动的特征 初速度为零 竖直下落 匀加速运动 初速度为零匀加速直线运动 实质 1运动性质：自由落体运动实质上是初速度运动性质：自由落体运动实质上是初速度v00， 加速度加速度ag的匀加速直线运动的匀加速直线运动 自由落体运动规律自由落体运动规律 1.多选多选物体从离地面高物体从离地面高45 m处做自由落体运动处做自由落体运动(g取取10 m/s2)， 则下列说法中正确

2、的是则下列说法中正确的是 () A物体运动物体运动3 s后落地后落地 B物体落地时的速度大小为物体落地时的速度大小为30 m/s C物体在落地前最后物体在落地前最后1 s内的位移大小为内的位移大小为15 m D物体在整个下落过程中的平均速度大小为物体在整个下落过程中的平均速度大小为20 m/s 练一练练一练 2自由落体运动的运动规律自由落体运动的运动规律 自由落体运动规律自由落体运动规律 22 t t h v 0 3相关图象相关图象 自由落体运动规律自由落体运动规律 2、(2019浙江浙江1月学考月学考)某人从井口静止释放一颗小石某人从井口静止释放一颗小石 子，不计空气阻力，为表示小石子落水前

3、的运动，下列子，不计空气阻力，为表示小石子落水前的运动，下列 四幅图像可能正确的是四幅图像可能正确的是 () 练一练练一练 3 3、 多选多选 小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹 到空中某一高度，其速度到空中某一高度，其速度时间图象如图所示，则由图时间图象如图所示，则由图 象可知象可知( (g g10 m/s10 m/s2 2)()() ) A A小球下落的最大速度为小球下落的最大速度为 5 m/s 5 m/s B B小球第一次反弹初速度的大小为小球第一次反弹初速度的大小为3 m/s3 m/s C C小球能弹起的最大高度为小球能弹起的最大高度为0.45

4、 m0.45 m D D小球能弹起的最大高度为小球能弹起的最大高度为1.25 m1.25 m 练一练练一练 1、定义：将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出的运动，叫竖、定义：将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出的运动，叫竖 直上抛运动。直上抛运动。 2、竖直上抛运动的特点：竖直上抛运动是只受、竖直上抛运动的特点：竖直上抛运动是只受重力重力作用，作用，初速度方初速度方 向竖直向上向竖直向上的运动。的运动。 （全程法）竖直上抛的整个运动可看成是一个匀变速直线运动；（全程法）竖直上抛的整个运动可看成是一个匀变速直线运动； （分阶段发）还可以将它看成上升阶段是加速度为（分阶段发）还可以将它看成上升

5、阶段是加速度为g的匀减速直线运的匀减速直线运 动，下降阶段则是自由落体运动。动，下降阶段则是自由落体运动。 竖直上抛运动竖直上抛运动 gtvvt 0 g v t 0 1 g v g v H 22 0 2 0 2 0 2 2 2 1 gtH g v t 0 2 0 0 22 v g v ggtv g v ttt 0 21 2 速度公式：速度公式： 位移公式：位移公式： 速度位移关系：速度位移关系： 设一个物体以设一个物体以v0的初速度作竖直上抛运动，可求出以下各量：的初速度作竖直上抛运动，可求出以下各量： （1）上升时间上升时间t1： （2）上升的最大高度）上升的最大高度H： （3）下落时间）下

6、落时间t2： 由由 得得 （4）落地速度）落地速度v2： （5）全程间）全程间t： 3、竖直上抛运动的计算（适应全程）：、竖直上抛运动的计算（适应全程）： v v2 2v v2 2g h =g h =2 2g xg x 竖直上抛运动竖直上抛运动 4 4、某物体以30 m/s30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻 力，g g取10 m/s10 m/s2 2。则5 s5 s时物体的( () ) A A路程为65 m65 m B B位移大小为25 m25 m，方向向下 C C速度改变量的大小为10 m/s10 m/s D D平均速度大小为13 m/s13 m/s，方向向上 练一练练一练 伽利略对自

7、由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究 1 1问题发现问题发现 亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢 矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论 伽利略观点：重物与轻物下落得伽利略观点：重物与轻物下落得一样快一样快 2 2猜想与假说猜想与假说 伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，并指出这种运动的速度应伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，并指出这种运动的速度应 该是该是均匀均匀变化的假说变化的假说 3 3理想斜面实验理想斜面实验 (1)(1)如果速度随时间的变化是

8、均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x x与与 运动所用的时间运动所用的时间t t的平方成的平方成正比正比，即，即x xt t 2 2. . (2)(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x x 和所用的时间和所用的时间t t. . (3)(3)斜面倾角一定时，判断斜面倾角一定时，判断x xt t 2 2是否成立是否成立 (4)(4)改变小球的质量，判断改变小球的质量，判断x xt t 2 2是否成立是否成立 (5)(5)将斜面倾角外推

9、到将斜面倾角外推到9090情况情况小球自由下落，认为小球仍会做小球自由下落，认为小球仍会做匀加匀加 速速 运动，从而得到了自由落体运动的规律运动，从而得到了自由落体运动的规律 问 题 猜 想 数学 推理 实验 验证 合理 外推 得出 结论 思想方法：实验和逻辑推理相结合 4 4伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理 ( (包括数学推演包括数学推演) )和谐地结合起来他给出了科学研究过程的基和谐地结合起来他给出了科学研究过程的基 本要素：对现象的一般观察本要素：对现象的一般观察提出假设提出假设运用逻辑得出推论运用逻辑得出推论 通过实验对推论进

10、行检验通过实验对推论进行检验对假设进行修正和推广对假设进行修正和推广 典型题目典型题目痕迹问题痕迹问题 【痕迹问题痕迹问题】某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外 从高处落下的一小石子摄在照片中已知本次摄影的曝光时从高处落下的一小石子摄在照片中已知本次摄影的曝光时 间为间为0.02s0.02s，量得照片中石子运动痕迹的长度为，量得照片中石子运动痕迹的长度为1.6cm1.6cm，同时，同时 测得实际长度为测得实际长度为100cm100cm的窗框在照片中的长度为的窗框在照片中的长度为4.0cm4.0cm凭以凭以 上数据（在曝光的上数据（在曝光的0.02s0

11、.02s短时间内石子的运动可当成匀速直线短时间内石子的运动可当成匀速直线 运动来处理，计算时运动来处理，计算时g g取取10m/s210m/s2） 求：求： （1 1）曝光时石子的速度；）曝光时石子的速度； （2 2）石子开始下落处离开始曝光时所在位置的高度）石子开始下落处离开始曝光时所在位置的高度 答案答案:20m/s,20m:20m/s,20m 典型题目典型题目落果问题落果问题 如图所示，某同学测出一棵苹果树树干部分的高度约为如图所示，某同学测出一棵苹果树树干部分的高度约为1.6 m， 一个苹果从树冠顶端的树梢上由于受到扰动而自由下落，该同一个苹果从树冠顶端的树梢上由于受到扰动而自由下落，

12、该同 学测出苹果经过树干所用的时间为学测出苹果经过树干所用的时间为0.2 s，重力加速度取，重力加速度取10 m/s2， 求：求： (1)苹果树树冠部分的高度约为多少？苹果树树冠部分的高度约为多少？ (2)苹果落地时的速度为多大？苹果落地时的速度为多大？ 典型题目典型题目关系题关系题 杭州六和塔是我国古代建筑艺术的杰作杭州六和塔是我国古代建筑艺术的杰作, ,有有1313层层. .塔顶高塔顶高 59.8959.89米米. .假设某人一不小心从假设某人一不小心从1313层（高约为层（高约为5555米）掉下一苹米）掉下一苹 果果, ,那么苹果掉到地面上时的速度大小约为那么苹果掉到地面上时的速度大小约

13、为_m/s,_m/s,在在速度速度 达到落地速度一半达到落地速度一半时时, ,苹果掉到第苹果掉到第_层楼附近层楼附近 物体作自由落体运动，经过物体作自由落体运动，经过1s1s通过通过高度的中点高度的中点，那么该，那么该 物体开始所在位置距地面的高度为物体开始所在位置距地面的高度为( () )。 (A)4.9m(A)4.9m(B)9.8m(B)9.8m (C)19.6m(C)19.6m(D)(D)条件不足，无法计算条件不足，无法计算 B B 答案答案:33,10:33,10 典型题目典型题目最后最后1s问题问题 一一物体作自由落体运动，落地时的速度为物体作自由落体运动，落地时的速度为30m30m

14、s s，则它下落，则它下落 高度是高度是_m._m.它在前它在前2s2s内的平均速度为内的平均速度为_m_ms s，它在，它在 最后最后1s1s内下落的高度是内下落的高度是_m(g_m(g取取10m10ms2s2).). 一一小球从楼顶边沿处自由下落，在到达地面前最后小球从楼顶边沿处自由下落，在到达地面前最后1s1s内通过内通过 的位移是楼高的的位移是楼高的 ，求楼高，求楼高. . 答案答案:45,10,25:45,10,25 答案答案:h=125m:h=125m 25 9 典型题目典型题目水滴问题水滴问题 屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5 5滴正欲滴下时，第

15、滴正欲滴下时，第 1 1滴刚好落到地面，而第滴刚好落到地面，而第3 3滴与第滴与第2 2滴分别位于高滴分别位于高1m1m的窗子的上的窗子的上 、下沿，问：（、下沿，问：（g g取取10 m/s210 m/s2） （1 1）此屋檐离地面多高？）此屋檐离地面多高？ （2 2）滴水的时间间隔是多少？）滴水的时间间隔是多少？ 答案答案:3.2m:3.2m，0.2s0.2s 典型题目典型题目水滴问题水滴问题 屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5 5滴正欲滴下时，第滴正欲滴下时，第1 1滴滴 刚好落到地面，而第刚好落到地面，而第3 3滴与第滴与第2 2滴分别位于高滴分别位于高

16、1m1m的窗子的上、的窗子的上、 下沿，问：（下沿，问：（g g取取10 m/s210 m/s2） （1 1）此屋檐离地面多高？）此屋檐离地面多高？ （2 2）滴水的时间间隔是多少？）滴水的时间间隔是多少？ 典型题目典型题目水滴问题水滴问题 屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5 5滴正欲滴下时，第滴正欲滴下时，第1 1滴滴 刚好落到地面，而第刚好落到地面，而第3 3滴与第滴与第2 2滴分别位于高滴分别位于高1m1m的窗子的上、的窗子的上、 下沿，问：（下沿，问：（g g取取10 m/s210 m/s2） （1 1）此屋檐离地面多高？）此屋檐离地面多高？ （2 2）

17、滴水的时间间隔是多少？）滴水的时间间隔是多少？ 屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5 5滴正欲滴下时，第滴正欲滴下时，第1 1滴滴 刚好落到地面，而第刚好落到地面，而第3 3滴与第滴与第2 2滴分别位于高滴分别位于高1m1m的窗子的上、的窗子的上、 下沿，问：（下沿，问：（g g取取10 m/s210 m/s2） （1 1）此屋檐离地面多高？）此屋檐离地面多高？ （2 2）滴水的时间间隔是多少？）滴水的时间间隔是多少？ 典型题目典型题目水滴问题水滴问题 5 5、跳伞运动员做低空跳伞表演，从距离地面高跳伞运动员做低空跳伞表演，从距离地面高404 m 处的飞机上开始跳下，先做自由落体运动，当自由下落处的飞机上开始跳下，先做自由落体运动，当自由下落180 m时打开降落伞，降落伞打开后运动员做匀减速直线运动，时打开降落伞，降落伞打开后运动员做匀减速直线运动， 跳伞运动员到达地面时的速度大小为跳伞运动员到达地面时的速度大小为 4 m/s(g10m/s2)。 求：求： (1)运动员打开降落伞时的速度大小；运动员打开降落伞时的速度大小； (2)降落伞打开后，运动员的加速度大小；降落伞打开后，运动员的加速度大小； (3)离开飞机后，经过多长时间才能到达地面。离开飞机后，经过多长时间才能到达地面。 练一练练一练