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1、4自由落体运动学习目标1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体加速度的大小和方向.2.掌握自由落体运动规律，并能解决相关实际问题.3.会通过实验探究自由落体运动的规律，测量自由落体加速度一、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物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较小，可以忽略二、自由落体加速度1定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示2方向：竖直向下3大小(1)在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐增大(2)一般取值：g9.8 m/s2或g10 m/s2.三、自由落体运动的规律1自由
2、落体运动的性质：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动2匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动3自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：vgt，xgt2.1判断下列说法的正误(1)重的物体总是比轻的物体下落得快()(2)在空气中由静止释放的物体都做自由落体运动()(3)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动()(4)自由落体加速度的方向垂直地面向下()2质量为2m的物体A从高h处自由下落，质量为m的物体B从高h处自由下落，不计空气阻力，则A、B两物体下落的加速度之比为 ；下落时间之比为tAtB ；落地前瞬间的速度之比vAvB .答案112121一、自由落体运动与自由落体加速度导
3、学探究如图1所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同图1(1)为什么物体下落快慢相同？(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？答案(1)因为没有空气阻力(2)空气的阻力作用可以忽略知识深化1自由落体运动(1)自由落体运动是初速度v00、加速度ag的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例(2)自由落体是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素空气阻力，突出了主要因素重力(3)运动图像：自由落体运动的vt图像(如图2)是一条过原点的倾斜直线，斜率kg.图22自由落体加速度(重力加速度)(1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面；
4、(2)大小：在同一地点，重力加速度都相同地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力加速度都接近9.8 m/s2，一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2.(多选)下列说法正确的是()A初速度为零、加速度竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动B仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动C物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动D当空气阻力可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动答案CD解析自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，选项A、B错误，C正确当空气阻力比较小，可以忽略不计时，物体由静
5、止开始自由下落的运动可视为自由落体运动，选项D正确针对训练1(多选)关于自由落体加速度，下列说法正确的是()A物体的质量越大，下落时加速度就越大B在同一高度同时由静止释放一大一小两个金属球，二者同时着地，说明二者运动的加速度相同，这个加速度就是当地的自由落体加速度C北京的自由落体加速度为9.8 m/s2，说明在北京做自由落体运动的物体每经过1 s速度增加9.8 m/sD北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下答案BCD解析自由落体运动是忽略空气阻力的运动，无论质量大小，下落时加速度都是g，选项A错误；在同一高度释放的金属球受到的空气阻力远小于小球的重力，金属球做自由落体运动，故球运动的加速度为
6、当地自由落体加速度，选项B正确；加速度等于单位时间内速度的变化量，当地自由落体加速度为9.8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s，选项C正确；地球表面各处的自由落体加速度值大小略有差别，其方向均竖直向下，选项D正确二、自由落体运动的规律1自由落体运动的基本公式匀变速直线运动规律自由落体运动规律2匀变速直线运动的一切推论公式，如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动(2019永安一中月考)从离地面500 m处自由落下一个小球，不计空气阻力，取g10 m/s2，求：(1)小球落到地面需要的时间；(2)开始下
7、落后第1 s内的位移大小和最后1 s内的位移大小；(3)下落时间为总时间一半时的位移大小答案(1)10 s(2)5 m95 m(3)125 m解析(1)小球做自由落体运动，根据hgt2可得t s10 s.(2)第1 s内的位移h1gt121012 m5 m前9 s内的位移h9gt921092 m405 m最后1 s内的位移hhh9500 m405 m95 m.(3)t5 s位移h5gt21052 m125 m.针对训练2(2019扬州中学月考)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m(未落地)，则()A小球在2
8、s末的速度是20 m/sB小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/sC该星球上的重力加速度为5 m/s2D小球在前5 s内的位移是50 m答案D解析小球在第5 s内的位移是18 m，则第5 s内的平均速度v18 m/s，B错误；第5 s内的平均速度等于4.5 s时刻的速度，故该星球上，宇航员所在处的重力加速度g0 m/s24 m/s2，C错误；小球在2 s末的速度v2g0t28 m/s，A错误；小球在前5 s内的位移hg0t5250 m，D正确. 三、自由落体运动的实验探究1实验器材打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺2探究过程(1)按如图3
9、所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路图3(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器(3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，放开纸带让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，重物落地后立刻关闭电源(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理3数据处理(1)用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离(2)用vn求出各点的速度，作vt图像，图像应为一条过原点的倾斜直线(3)根据vt图像的斜率求加速度或根据xaT2计算加速度4实验结论自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8 m/s2，与物体
10、的质量无关)的匀加速直线运动(2019金华一中高一上段考)某实验小组利用如图4甲所示的实验装置测量学校所在地的重力加速度某同学打出一条较为理想的纸带如图乙所示，把开始打的模糊不清的点去掉，把清晰的第一个点标记为1，随后连续的几个点依次标记为2、3、4.测量出的各点间的距离已标在纸带上，已知打点计时器的打点周期为0.02 s.图4(1)为完成此实验，除了图甲中已有的器材外，还需要的实验器材有 (填选项字母)A刻度尺 B停表C220 V的交流电源 D46 V的交流电源(2)打点2时重物的瞬时速度为 m/s，学校所在地的重力加速度约为 m/s2(计算结果均保留3位有效数字)；(3)若该同学通过实验测
11、得的重力加速度值比公认值偏小，则可能的原因是 A电源电压变低了B电源电压变高了C该同学采用了先打点后让纸带下落的操作D纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦答案(1)AD(2)0.3859.50(3)D解析(1)实验中需要测量计数点之间的距离，即需要刻度尺，故A正确；实验的过程中打点计时器可记录重物运动的时间，所以不需要停表，故B错误；电磁打点计时器使用46 V的交流电源，故C错误，D正确(2)打点2时重物的瞬时速度v2 m/s0.385 m/s，根据推论xaT2得重力加速度g m/s29.50 m/s2.(3)由于纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦、重物受到空气阻力等，使重力加速度的测量值小于真实
12、值，故D正确，A、B、C错误1(自由落体运动的理解)(多选)(2019威海市模拟)关于自由落体运动，下列说法正确的是()A物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B如果物体所受空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时物体从静止开始下落的运动是自由落体运动C一个棉花团由静止开始下落的运动就是自由落体运动D熟透的苹果从树枝静止下落的运动可被视为自由落体运动答案BD解析自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，A选项中没有明确物体只受重力作用，故A错误；如果空气阻力可以忽略不计，从静止下落的物体的运动可以看成自由落体运动，B、D正确，C错误2(自由落体运动规律的应用)(多选)物体从某高
13、度处开始做自由落体运动，从开始到落到地面的平均速度为10 m/s(g取10 m/s2)，则下列说法正确的是()A下落一半高度时的瞬时速度为10 m/sB落地前瞬间的速度是20 m/sC物体下落的高度是20 mD第3 s内物体下落25 m答案BC解析根据平均速度，解得物体落地前瞬间的速度v210 m/s20 m/s；根据v22gh，v22g得，下落一半高度时的速度vv10 m/s，故A错误，B正确物体下落的高度h m20 m，故C正确物体落地的时间t s2 s，则第3 s内下落的位移为零，故D错误3(重力加速度的测量)(2019莆田四中、莆田六中高一联考)电磁打点计时器是中学研究物体运动时常用的
14、实验器材，某同学用如图5甲所示装置测量自由落体加速度g，得到如图乙所示的一段纸带，他每5个计时点取一个计数点，分别记为A、B、C.测得AB9.17 cm，BC18.77 cm，已知打点计时器所用交流电源频率为50 Hz，则利用所给数据测得打B点时重物的瞬时速度大小为 ，测得自由落体加速度g m/s2，它比公认的g(9.8 m/s2)值 (选填“偏大”或“偏小”)，可能的原因是 .(计算结果均保留三位有效数字)图5答案1.40 m/s9.60偏小纸带与打点计时器间存在摩擦阻力及重物受到空气阻力解析每5个计时点取一个计数点，因此相邻计数点的时间间隔为T0.1 s；中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，则vB102 m/s1.40 m/s；根据匀变速直线运动的推论g102 m/s29.60 m/s2；由于纸带与打点计时器间存在摩擦阻力及重物受到空气阻力的作用，计算出的值比公认的g值要偏小一些4(自由落体运动规律的应用)如图6所示，一滴雨滴
