高中物理必修1:自由落体运动及其实验课件.pptx
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- 高中物理 必修 自由落体运动 及其 实验 课件
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1、第二章匀变速直线运动的研究第二章匀变速直线运动的研究人教版高中物理必修1学霸兔学霸兔 设计设计自由落体运动及其实验自由落体运动及其实验人教版高中物理必修1学霸兔学霸兔 设计设计课本第课本第5-6节节自由落体运动自由落体运动1.特点特点:初速度初速度v0=0,加速度加速度a=g(重力加速度重力加速度)的的匀加速匀加速直线直线运动运动。2.基本规律基本规律:vt=gt221gth t/sx/mOt/sv/(ms-1)O自由落体运动自由落体运动3.重要重要公式公式:22vgh 22vvvtvvvx222222gTh 2202axvv202vvvvt22022vvvx2aTx hN:h3:h2:h1=
2、(2N1):5:3:1221gth gtv 竖直上抛运动竖直上抛运动1.特点特点:初速度初速度v0竖直向上,加速度竖直向上,加速度a=g的的匀变速匀变速直线直线运动运动。2.基本规律基本规律:vt=v0gttvgth0221以抛出点为原点,竖直向下为正方向以抛出点为原点,竖直向下为正方向t/sv/(ms-1)Ot/sx/mOt1t1竖直上抛运动竖直上抛运动3.重要重要公式公式:2gTh 2202ghvv202vvvvt22022vvvxtvgth0221gtvv04.物体运动的最高点物体运动的最高点:物体的速度:物体的速度v=0202vhg gvt0例例1(多选)(多选)对于从苹果树上同一高度
3、同时落下的苹果和树叶,下对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶,下列说法正确的是列说法正确的是()A.苹果和树叶都可以看成自由落体运动苹果和树叶都可以看成自由落体运动B.苹果可以近似地看成自由落体运动,树叶不能看成自由落体运动苹果可以近似地看成自由落体运动,树叶不能看成自由落体运动C.苹果和树叶都不能看成自由落体运动苹果和树叶都不能看成自由落体运动D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶将同时落地假如地球上没有空气,则苹果和树叶将同时落地BD1 自由落体运动的理解自由落体运动的理解 练习练习 (多选)(多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是关于自由落体运动,下列说法中正确的是()A初速度为
4、零的竖直向下的运动是自由落体运动初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动B只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动C自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等D自由落体运动是初速度为零,加速度为自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动的匀加速直线运动CD练习练习 (多选)(多选)在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球,下列说法中正确的是铁球,下列说法中正确的是A它们受到的空气阻力对运动的影响相同它们受到的空气阻力对运动的影响相同B忽略空
5、气阻力,它们的加速度相等忽略空气阻力,它们的加速度相等C忽略空气阻力,它们落地的速度不等忽略空气阻力,它们落地的速度不等D忽略空气阻力,它们下落的时间相等忽略空气阻力,它们下落的时间相等BDgtv 221gth ght2【解析】【解析】大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等但由大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等但由于它们的重力不同,故阻力对运动的影响不同,于它们的重力不同,故阻力对运动的影响不同,A错误在忽略空错误在忽略空气阻力的情况下,两球均做自由落体运动,下落的快慢程度相同,气阻力的情况下,两球均做自由落体运动,下落的快慢程度相同,加速度相等因下落高度相等,故下落时间相
6、等,落地速度相等,加速度相等因下落高度相等,故下落时间相等,落地速度相等,所以所以B、D正确,正确,C错误错误练习练习 让体积相同的石块和木块从同一高度同时由静止下落,它们让体积相同的石块和木块从同一高度同时由静止下落,它们的重力均远大于各自受到的阻力,则的重力均远大于各自受到的阻力,则A.下落的全过程,它们的平均速度相等下落的全过程,它们的平均速度相等B.若将两者捆绑在一起,让它们由静止下落,比木块单独下落时快若将两者捆绑在一起,让它们由静止下落,比木块单独下落时快C.若将两者捆绑在一起,让它们由静止下落,比石块单独下落时快若将两者捆绑在一起,让它们由静止下落,比石块单独下落时快D.下落过程
7、中,石块始终在木块的下方下落过程中,石块始终在木块的下方A忽略阻力,物体自由下落过程只与下落的高度有关忽略阻力,物体自由下落过程只与下落的高度有关.x、v0、g、v、t练习练习 (多选)(多选)一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落,总是铁一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为钉先落地,这是因为A铁钉比棉花团重铁钉比棉花团重B棉花团受到的空气阻力不能忽略棉花团受到的空气阻力不能忽略C棉花团的加速度比重力加速度小得多棉花团的加速度比重力加速度小得多D铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大BC221ath aht2【解析】【解析】根据运动
8、学公式根据运动学公式 ,下落相同高度,时间短的,加,下落相同高度,时间短的,加速度大,铁钉先落地,说明铁钉的加速度大,但铁钉不一定比棉花速度大,铁钉先落地,说明铁钉的加速度大,但铁钉不一定比棉花团重,只是棉花团受到的空气阻力相对棉花团的重力不能忽略,使团重,只是棉花团受到的空气阻力相对棉花团的重力不能忽略,使得棉花团的加速度比重力加速度小,故铁钉先落地得棉花团的加速度比重力加速度小,故铁钉先落地BC正确正确221ath 练习练习 宇航员在月球上做了一个落体实验:在同一高度同时释放羽宇航员在月球上做了一个落体实验:在同一高度同时释放羽毛和铁锤,如右图所示,出现的现象是毛和铁锤,如右图所示,出现的
9、现象是(月球上是真空月球上是真空)A羽毛先落地,铁锤后落地羽毛先落地,铁锤后落地B铁锤先落地,羽毛后落地铁锤先落地,羽毛后落地C铁锤和羽毛都做自由落体运动,重力加速度为铁锤和羽毛都做自由落体运动,重力加速度为9.8m/s2D铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地D例例2 浙江百丈漈瀑布是全国单体落差最高的瀑布。第一漈浙江百丈漈瀑布是全国单体落差最高的瀑布。第一漈207米,米,第二漈第二漈68米,第三漈米,第三漈12米,三漈相加是米,三漈相加是287米,折合古时鲁班尺是米,折合古时鲁班尺是一百丈多一百丈多17米,故名百丈漈。假设忽略上游水的初速度和空气的阻米,故
10、名百丈漈。假设忽略上游水的初速度和空气的阻力,那么,水仅仅下落第一漈后的速度大约是力,那么,水仅仅下落第一漈后的速度大约是A.64 m/sB.76 m/sC.6.4 m/sD.44 m/sA22ghv2 自由落体运动的计算自由落体运动的计算 B例例3 取一根长取一根长2m左右的细线左右的细线,5个铁垫圈和一个金属盘。在线端系个铁垫圈和一个金属盘。在线端系上第一个垫圈上第一个垫圈,隔隔12cm再系一个再系一个,以后以后垫圈之间垫圈之间的距离分别为的距离分别为36cm、60cm、84cm,如图所示。站在椅子上如图所示。站在椅子上,向上提起线的上端向上提起线的上端,让线自由垂下让线自由垂下,且第一个
11、垫圈紧靠放在地上的金属盘。松手后开始且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。松手后开始计时计时,若不计空气阻力若不计空气阻力,则第则第2、3、4、5个垫圈个垫圈A.落到盘上的声音时间间隔越来越大落到盘上的声音时间间隔越来越大B.落到盘上的声音时间间隔落到盘上的声音时间间隔相等相等解析:解析:方法一:方法一:第第2、3、4、5个垫圈个垫圈运动的距离分别为运动的距离分别为12、48、108、192(cm),根据,根据所以依次落到盘上的时间关系为所以依次落到盘上的时间关系为1:2:3:4,故,故CD错误;错误;因此落到盘上的声音时间间隔相等,因此落到盘上的声音时间间隔相等,故故A错误,错误,B正确正确hg
12、ght22解析:解析:方法二:方法二:5个铁垫圈同时做自由落体运动,下降的位移之比为个铁垫圈同时做自由落体运动,下降的位移之比为1:3:5:7可以看成一个铁垫圈自由下落,经过位移之比为可以看成一个铁垫圈自由下落,经过位移之比为1:3:5:7因为初速度为零的匀加速直线运动在相等时间内的位移之比为因为初速度为零的匀加速直线运动在相等时间内的位移之比为1:3:5:7,知各垫圈落到盘中的时间间隔相等故,知各垫圈落到盘中的时间间隔相等故A错误,错误,B正正确确因为各垫圈落到盘中的时间间隔相等,则各垫圈依次落到盘中的时因为各垫圈落到盘中的时间间隔相等,则各垫圈依次落到盘中的时间比为间比为1:2:3:4故故
13、CD错误错误练习练习 秋日秋日,树叶纷纷落下枝头树叶纷纷落下枝头,其中有一片梧桐叶从高为其中有一片梧桐叶从高为5m的枝的枝头自静止落至地面头自静止落至地面,所用时间可能是所用时间可能是()A.0.1 sB.0.5 sC.1 sD.3 sC解析:解析:如果是自由下落如果是自由下落,时间为时间为1 s,但由于梧桐叶下落过程中空气阻力不但由于梧桐叶下落过程中空气阻力不能忽略能忽略,故选故选D。特别提醒特别提醒 落体运动是生活中最常见的运动之一落体运动是生活中最常见的运动之一,如果空气的阻力跟如果空气的阻力跟物体的重力相比可以忽略时物体的重力相比可以忽略时(如小球在空中下落如小球在空中下落),那么落体
14、运动可以那么落体运动可以视为自由落体运动。但如果空气的阻力不能忽略视为自由落体运动。但如果空气的阻力不能忽略,则不能盲目死套公则不能盲目死套公式。式。练习练习 某同学在实验室做了如图所示的实验某同学在实验室做了如图所示的实验,铁质小球被电磁铁吸铁质小球被电磁铁吸附附,断开电磁铁的电源断开电磁铁的电源,小球自由下落小球自由下落,已知小球的直径为已知小球的直径为0.5cm,该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.0010-3s,g取取10 m/s2,则小球开始下落的位置距光电门的距离为则小球开始下落的位置距光电门的距离为()A.1 m B.1.25
15、mC.0.4 m D.1.5 mC练习练习 一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落,测得其在第的小球从一定的高度自由下落,测得其在第5 s内的位移是内的位移是18 m,则则()A小球在小球在2 s末的速度是末的速度是20 m/sB小球在第小球在第5 s内的平均速度是内的平均速度是3.6 m/sC小球在第小球在第2 s内的位移是内的位移是20 mD小球在小球在5 s内的位移是内的位移是50 mD练习练习 一块石头从楼房阳台边缘向下做自由落体运动把它在空中一块石头从楼房阳台边缘向下做自由落体运动把它
16、在空中运动的总时间分为相等的三段,如果它在第一段时间内的位移是运动的总时间分为相等的三段,如果它在第一段时间内的位移是1.2 m,那么它在第三段时间内的位移是,那么它在第三段时间内的位移是()A1.2 m B3.6 mC6.0 m D10.8 mC【解析】【解析】对于初速度为对于初速度为0的匀加速直线运动,相等的时间间隔的匀加速直线运动,相等的时间间隔(T)内内位移之比为位移之比为hN:h3:h2:h1=(2N1):5:3:1,所以,所以自由下自由下落物体各个相等时间内位移之比为落物体各个相等时间内位移之比为1:3:5,如果它在第一段时间内,如果它在第一段时间内的位移是的位移是1.2m,那么它
17、在第三段时间内的位移是,那么它在第三段时间内的位移是6.0 m,选项,选项C正正确确练习练习 将一个小球从报废的矿井口由静止释放后做自由落体运动,将一个小球从报废的矿井口由静止释放后做自由落体运动,4s末落到井底末落到井底.该小球开始下落后第该小球开始下落后第2s内和第内和第4s内的平均速度之比是内的平均速度之比是A1:3 B2:4 C3:7 D4:16C【解析】【解析】该小球做自由落体运动,其开始下落后第该小球做自由落体运动,其开始下落后第2 s内和第内和第4 s内的内的平均速度分别等于平均速度分别等于1.5 s时刻的瞬时速度和时刻的瞬时速度和3.5 s时刻的瞬时速度,再时刻的瞬时速度,再根
18、据根据vgtt可知,可知,v1.5:v3.51.5:3.53:7,所以该小球开始下落,所以该小球开始下落后第后第2 s内和第内和第4 s内的平均速度之比是内的平均速度之比是3:7,故选项,故选项C正确正确练习练习 一条悬链长一条悬链长5.6 m,从悬点处断开,使其自由下落,不计空气,从悬点处断开,使其自由下落,不计空气阻力则整条悬链通过悬点正下方阻力则整条悬链通过悬点正下方12.8 m处的一点所需的时间是处的一点所需的时间是(g取取10 m/s2)()A0.3 s B0.4 sC0.7 s D1.2 sB练习练习 空降兵某部官兵使用新装备从空降兵某部官兵使用新装备从260m超低空跳伞成功若跳伞
19、超低空跳伞成功若跳伞空降兵在离地面空降兵在离地面224m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动一段时间后,立即打开降落伞,以动一段时间后,立即打开降落伞,以12.5m/s2的平均加速度匀减的平均加速度匀减速下降,为了空降兵的安全,要求空降兵落地速度最大不得超过速下降,为了空降兵的安全,要求空降兵落地速度最大不得超过5 m/s(g取取10m/s2)则空降兵则空降兵()A.展开伞时离地面高度至少为展开伞时离地面高度至少为125 m,相当于从,相当于从2.5 m高处自由落下高处自由落下B.展开伞时离地面高度至少为展开伞时离地面高度至少为125 m,相当于从,相
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