江苏省大丰市高中物理 专题2.5 自由落体运动预*学案 新人教版必修1

发布于:2021-10-14 09:22:23

哈哈哈哈 哈哈哈 哈你好 好啊

专题 2.5 自由落体运动
知识点梳理 1.初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式:设 t=0 开始计时,以 T 为时间单位,则 ①1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度之比为 υ 1∶υ 2∶υ 3∶…=1∶2∶3∶… ②1T 内、2T 内、3T 内……位移之比为 Δ x1∶Δ x2∶Δ x3∶…=1 ∶2 ∶3 ∶… ③第一个 T 内,第二个 T 内,第三个 T 内,……第 n 个 T 内位移之比为
2 2 2

xI∶xII∶xIII∶…∶xn∶=1∶3∶5∶…(2n -1)
④通过连续相同位移所用时间之比为 Δ t1∶Δ t2∶Δ t3∶…∶Δ tn=1: ( 2 ?1) : ( 3 ? 2) : ??? : ( n ? n ?1) 2、自由落体运动 ①定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 ②特点:初速度为零、加速度为 g 的匀加速直线运动 3.自由落体运动的条件:①初速度为零;②仅受重力 4.自由落体加速度(重力加速度 g) ①定义:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度 ②数值: 在地球不同的地方 g 不相同, 随高度增大而减小, 随纬度增大而增大, 在通常的计算中, g 取 9.8m/s , 粗略计算 g 取 10m/s
2 2

5.自由落体运动公式:凡是初速度为零的匀加速度直线运动的规律,自由落体运动都适用。 ①速度公式 vt ? gt 。 ②位移公式
h? 1 2 gt 2
2

③速度与位移的关系式 2gh ? vt

6.伽利略研究自由落体运动的方法: ①假设运动的速度与时间是正比关系; ②推论如果速度与时间成正比,那么位移与时间的*方成正比; ③用小角度的光滑斜面来延长物体的下滑时间,再通过不同角度进行合理的外推来得出结论。 竖直上抛运动
1

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1.竖直上抛运动的条件:物体只在重力作用下,初速度竖直向上 2.运动性质:竖直方向的匀减速直线运动。它的加速度为重力加速度 g(g= 9.8m/s ) ,方向竖直向下。 3.竖直上抛运动的规律。 选定竖直向上的初速度方向为正方向,那么,加速度 g 的方向应为负值。 ①速度公式: v t ? v 0 ? gt ②位移公式:
h ? v0t ? 1 2 gt 2
2

2 2 ③速度位移公式: vt ? v0 ? 2 gh

4.竖直上抛运动的几个特点: ①物体上升到最大高度时的特点是 vt = 0。物体上升的最大高度 H 满足:
H?
2 v0 2g

②时间对称——“上升阶段”和“下落阶段”通过同一段大小相等、方向相反的位移所经历的时间相等。
t?

上升到最大高度所需要的时间满足: 物体返回抛出点所用的时间:
T? 2 v0 g

v0 g



③速率对称——“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时的速率大小相等 物体返回抛出点时的速度: vt ? ?v0 考点题组练* 题组一 重要比例关系

1.两块厚度相同的木块并排固定在水*地面上,如图所示,一子弹从左边水*射入,在木块中做匀减速运 动,穿过第二块木块时速度刚好减为零.若子弹穿过第一块木块的时间为 t1,穿过第二块木块的时间为 t2, t1∶t2 为( )

A. 1∶2 B. 1∶ C. ( D. ( -1)∶1 +1)∶1

【答案】C

2

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【解析】 将子弹的运动逆向看成初速度为零的匀加速直线运动, 则连续两段相等位移的时间之比为 1∶( -1),故 C 正确 2.一列火车有 n 节相同的车厢,一观察者站在第一节车厢的前端,当火车由静止开始做匀加速直线运动时 ( )

A. 每节车厢末端经过观察者时的速度之比是 1∶2∶3∶…∶n B. 每节车厢经过观察者所用的时间之比是 1∶( -1)∶( - )∶…∶( - )

C. 在相等时间里,经过观察者的车厢节数之比是 1∶2∶3∶…∶n D. 如果最后一节车厢末端经过观察者时的速度为 v,那么在整个列车经过观察者的过程中,*均速度为 【答案】B

3.质点从静止开始做匀加速直线运动,在第 1 个 2 s、第 2 个 2 s 和第 5 s 内三段位移大小之比为( A. 2∶6∶5 B. 2∶8∶7 C. 4∶12∶9 D. 2∶2∶1 【答案】 、C

)

【解析】由位移公式 x= at2 得每秒内的位移比为 1∶3∶5∶7∶9∶……,得第 1 个 2 s 内的位移 x1、第 2 个 2 s 内的位移 x2、第 5 s 内的位移 x3 之比为 x1∶x2∶x3=(1+3)∶(5+7)∶9=4∶12∶9,C 正确 4.三块木块并排固定在水*面上,一子弹以速度 v 水*射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动,穿过第 三块木块时速度刚好减小到零,且穿过每块木块所用时间相等,则第一、二、三块木块厚度之比为( A. 1∶3∶5 B. 3∶2∶1 C. 5∶3∶1 )

3

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D. 4∶2∶1 【答案】C 【解析】 将子弹的运动看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动,则在最初的连续相等的三段时间内

的位移之比 x1∶x2∶x3=1∶3∶5,所以第一、二、三块木块厚度之比为 5∶3∶1,C 正确。 5.(多选)如图所示,在水*面上固定着三个完全相同的木块,一粒子弹以水*速度 v 射入.若子弹在木块 中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次穿入每个木块时的速度之比和穿过 每个木块所用时间之比分别为( )

A. B. C. D.

v1∶v2∶v3=3∶2∶1 v1∶v2∶v3= ∶ ∶1 ∶ - )∶( -1)∶1

t1∶t2∶t3=1∶ t1∶t2∶t3=(

【答案】BD

6.(多选)如图所示,水*地面上固定着总长为 L 的斜面,一小物块(可视为质点)从斜面顶端 O 点由静止开 始下滑,到达斜面底端的 B 点时速度大小为 v,所用时间为 t;若小物块到达斜面上某一点 A 时速度大小为 v,OA 距离为 LA,由 O 到 A 的时间为 tA.下列说法正确的是( )

A. B.

LA= LA=
4

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C. D.

tA= tA=

【答案】BC 【解析】 根据 v=at 知,A 点的速度是 B 点速度的一半,则 tA= t,故 C 正确,D 错误. 根据 x= at2 知,LA∶L=1∶4,即 LA= ,A 错误,B 正确 7.飞机、火车、汽车等交通工具由静止到稳定运动的过程都可以看做从零开始的匀加速直线运动.若一辆 汽车从静止开始做匀加速直线运动,则求汽车: (1)1 s 末、2 s 末、3 s 末瞬时速度之比; (2)1 s 内、2 s 内、3 s 内的位移之比; (3)第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内的位移之比; (4)经过连续相等的位移,如经过第一个 x、第二个 x、第三个 x 所用时间之比. 【答案】(1)1∶2∶3 (2)1∶4∶9 (4)1∶( -1)∶( - ) (3)1∶3∶5

(4)由 x= at ,得第一个 x 所用时间 tⅠ= 故第二个 x 所用时间为 tⅡ=t2-tⅠ=( -1)

.前 2x 所用时间 t2=

同理第三个 x 所用时间

5

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tⅢ=( -

) -1)∶( - ).

所以有 tⅠ∶tⅡ∶tⅢ=1∶( 题组二 自用落体规律的运用

1.关于物体的运动是否为自由落体运动,以下说法正确的是(

)

A. 只有质量大的物体从静止开始下落的运动才可以看成自由落体运动 B. 只有很小的物体在空中下落才可看成自由落体运动 C. 在忽略空气阻力的情况下,任何物体在下落时都可以看成自由落体运动 D. 忽略空气阻力且物体从静止开始下落的运动可以看成自由落体运动 【答案】D

2.踢毽子是我国民间的一项体育游戏,被人们誉为“生命的蝴蝶”.今年来,踢毽子成为全民健身活动之 一.毽子由羽毛和铜线组成,在下落时总是铜线在下羽毛在上,如图所示,对此分析正确的是( )

A. 毽子的自由下落是自由落体运动 B. 铜钱重,所以总是铜钱在下、羽毛在上 C. 如果在月球上踢毽子,也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象 D. 总是铜线在下羽毛在上的原因是因为有空气阻力的存在 【答案】D 【解析】 毽子的自由下落过程中,羽毛受到了较大的阻力,故不能看作自由落体运动,A 错误;因为空气 阻力对羽毛的阻碍作用更明显,所以总是铜钱在下、羽毛在上,B 错误;月球上没有空气阻力,铜钱和羽毛 单独下落的加速度相同,故一起下落时不存在铜钱拖着羽毛的情况,C 错误,D 正确. 3.从不同高度做自由落体运动的甲、乙两物体,所受的重力之比为 2∶1,下落高度之比为 1∶2,则( A. 下落时间之比是 1∶2 B. 落地速度之比是 1∶1 C. 落地速度之比是 1∶ )

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D. 下落过程中的加速度之比是 1∶1 【答案】CD

4.物体从某一高度自由下落,第 1 s 内就通过了全程的一半,物体还要下落多少时间才会落地( A.1 s B.1.5 s C. D.( s -1) s

)

【答案】D 【解析】 初速度为零的匀变速直线运动,经过连续相同的位移所用时间之比为 1 ∶ ( )∶…所以,物体下落后半程的时间为( -1) s,故 D 正确 ) - 1) ∶ ( -

5、 从不同高度做自由落体运动的甲、 乙两物体, 所受的重力之比为 2∶1, 下落高度之比为 1∶2, 则( A. 下落时间之比是 1∶2 B. 落地速度之比是 1∶1 C. 落地速度之比是 1∶ D. 下落过程中的加速度之比是 1∶1 6【答案】CD 【解析】由自由落体运动的规律知,自由落体运动快慢与物体的质量无关,高度 h= gt2,故 t= 故下落时间之比是 1∶ ,选项 A 错误;由 v= 知落地速度之比是 1∶



,选项 B 错误,C 正确;自由

落体运动的加速度与物体的质量无关,与高度无关,选项 D 正确 题组三 竖直上抛 1.(多选)关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( A.在最高点速度为零,加速度不为零 B.上升的时间小于下落过程的时间 C.从上升到下降的整个过程中加速度保持不变 D.上升到某一高度时速度小于下降到此高度时的速度
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)

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【答案】AC

2.将一个物体在 t=0 时刻以一定的初速度竖直向上抛出,t=0.8 s 时刻物体的速度大小变为 8 m/s,(g 取 10 m/s2)则下列说法正确的是( )

A.物体一定是在 t=3.2 s 时回到抛出点 B.t=0.8 s 时刻物体的运动方向可能向下 C.物体的初速度一定是 20 m/s D.t=0.8 s 时刻物体一定在初始位置的下方 【答案】A 【解析】物体做竖直上抛运动,在 0.8 s 内的速度变化量 Δ v=gt=10×0.8 m/s=8 m/s,由于初速度不 为零,可知 t=0.8 s 时刻速度的方向一定竖直向上,不可能竖直向下,物体处于抛出点的上方,B、D 错误; 由速度公式 v=v0-gt,代入数据解得 v0=16 m/s,则上升到最高点的时间 t1= = 抛出点的时间 t=2t1=2×1.6 s=3.2 s,A 正确,C 错误. 3.如图所示,将小球 a 从地面以初速度 v0 竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球 b 从距地面 h 处由静 止释放,两球恰在 处相遇(不计空气阻力).则以下说法正确的是( ) s=1.6 s,回到

A.球 a 竖直上抛的最大高度为 h B.相遇时两球速度大小相等 C.相遇时球 a 的速度小于球 b 的速度 D.两球同时落地 【答案】C

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