《高一物理知能巩固课件：2.5、6《自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究》（）ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理知能巩固课件：2.5、6《自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究》（）ppt（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、请仔细分析教材请仔细分析教材P43P43P44,P44,探究分析以下几个问题：探究分析以下几个问题：1.1.从同一高度处将一张纸和一个由同样的纸揉成的纸团一从同一高度处将一张纸和一个由同样的纸揉成的纸团一起由静止释放，谁下落得快？为什么？起由静止释放，谁下落得快？为什么？提示：提示：纸团下落得快，因为纸团受到的空气阻力小纸团下落得快，因为纸团受到的空气阻力小 . . 2.2.在玻璃管内装有金属片、小羽毛等物体，在玻璃管内装有金属片、小羽毛等物体， 抽完空气后抽完空气后把玻璃管突然倒立过来，会发现轻、重物体下落得一样快，把玻璃管突然倒立过来，会发现轻、重物体下落得一样快，这个实验说明了什么？这个
2、实验说明了什么？提示提示: :轻、重物体在不受空气阻力作用时下落得一样快轻、重物体在不受空气阻力作用时下落得一样快. .3.3.所有初速度为所有初速度为0 0的下落运动都是自由落体运动吗？当满足的下落运动都是自由落体运动吗？当满足什么条件时实际物体的下落运动可以视为自由落体运动？什么条件时实际物体的下落运动可以视为自由落体运动？提示：提示：物体下落时由于受空气阻力的作用，一般不做自由物体下落时由于受空气阻力的作用，一般不做自由落体运动落体运动. .只有当下落物体所受的空气阻力可以忽略不计且只有当下落物体所受的空气阻力可以忽略不计且初速度为初速度为0 0时才可以看成自由落体运动时才可以看成自由落
3、体运动. .4.4.从运动性质看，自由落体运动有什么特点？从运动性质看，自由落体运动有什么特点？提示：提示：自由落体运动实质是初速度为零的匀加速直线运动，自由落体运动实质是初速度为零的匀加速直线运动，它是匀变速直线运动的一个特例它是匀变速直线运动的一个特例. .自由落体运动的条件自由落体运动的条件物体做自由落体运动的条件是只受重力和初速度为零，物体做自由落体运动的条件是只受重力和初速度为零，实实际上在空中下落的任何物体，均受到空气阻力的作用，因际上在空中下落的任何物体，均受到空气阻力的作用，因此任何物体在空中下落时都不是严格的自由落体运动，所此任何物体在空中下落时都不是严格的自由落体运动，所以
4、自由落体运动是一种理想化的模型以自由落体运动是一种理想化的模型. .当物体在不太高处由当物体在不太高处由静止下落，且所受的空气阻力与物体的重力相比可以忽略静止下落，且所受的空气阻力与物体的重力相比可以忽略时，就可以把物体的下落看成是自由落体运动时，就可以把物体的下落看成是自由落体运动. . 典例典例1 1 下列运动可视为自由落体运动的是下列运动可视为自由落体运动的是( )( )A A一团棉花在月球表面自由下落一团棉花在月球表面自由下落B.B.一个小钢球在月球表面自由下落一个小钢球在月球表面自由下落 C.C.一张纸片在地球表面自由下落一张纸片在地球表面自由下落D.D.一片树叶在地球表面自由下落一
5、片树叶在地球表面自由下落判断物体是否做自由落体运动要根据物体做自由落体运动判断物体是否做自由落体运动要根据物体做自由落体运动的两个条件：一是只受重力，二是初速度为零的两个条件：一是只受重力，二是初速度为零. . 【规范解答规范解答】选选A A、B.B.月球表面是真空，在月球上棉花、月球表面是真空，在月球上棉花、钢球只受重力作用，而地球表面有空气，纸片、树叶受到钢球只受重力作用，而地球表面有空气，纸片、树叶受到的空气阻力较大，所以只有选项的空气阻力较大，所以只有选项A A、B B是自由落体运动是自由落体运动. .请仔细分析教材请仔细分析教材P44,P44,“用打点计时器研究自由落体运动用打点计时
6、器研究自由落体运动”和和“自由落体加速度自由落体加速度”探究分析以下几个问题：探究分析以下几个问题：1.1.讨论自由落体加速度产生的原因是什么？地面上各处的讨论自由落体加速度产生的原因是什么？地面上各处的重力加速度的方向相同吗？重力加速度的方向相同吗？提示：提示：(1)(1)自由落体加速度自由落体加速度重力加速度，产生原因：由重力加速度，产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生于地球上的物体受到地球的吸引力而产生.(2).(2)由于地球是由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的. .2.2.地球表面上重力加速度的大小与在地球上的
7、位置有关吗地球表面上重力加速度的大小与在地球上的位置有关吗？重力加速度随纬度的变化情况怎样？赤道和两极处重力？重力加速度随纬度的变化情况怎样？赤道和两极处重力加速度的大小情况怎样？在一定的计算中它的取值是多少加速度的大小情况怎样？在一定的计算中它的取值是多少？提示：提示：(1)(1)重力加速度的大小与在地球上的位置有关重力加速度的大小与在地球上的位置有关.(2).(2)在在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大.(3).(3)在赤道在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小小. .(4)
8、(4)在一定的计算中，可以取在一定的计算中，可以取g=9.8 m/sg=9.8 m/s2 2或或g=10 m/sg=10 m/s2 2. .3.3.重力加速度的大小与距地面的高度有关吗？在地面上同重力加速度的大小与距地面的高度有关吗？在地面上同一地点随高度的增加重力加速度如何变化？在一定的高度一地点随高度的增加重力加速度如何变化？在一定的高度内重力加速度的大小变化明显吗？内重力加速度的大小变化明显吗？提示：提示：(1)(1)重力加速度的大小与距地面的高度有关重力加速度的大小与距地面的高度有关. .(2)(2)在地面上同一地点，随高度的增加，重力加速度减小在地面上同一地点，随高度的增加，重力加速
9、度减小. .(3)(3)在一定的高度内，重力加速度的大小变化不明显，可认在一定的高度内，重力加速度的大小变化不明显，可认为重力加速度的大小不变为重力加速度的大小不变. .4.4.为了让重物的运动可以看做自由落体运动，对实验器材、为了让重物的运动可以看做自由落体运动，对实验器材、实验器材的安装和实验过程有何要求？实验器材的安装和实验过程有何要求？提示：提示：为了让重物的运动接近自由落体运动，应尽可能减为了让重物的运动接近自由落体运动，应尽可能减小空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦，所以应该选用体小空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦，所以应该选用体积较小且质量较大的重物，打点计时器应该竖直安装，为积较
10、小且质量较大的重物，打点计时器应该竖直安装，为了让重物的初速度为了让重物的初速度为0 0，应该先接通电源，让打点计时器开，应该先接通电源，让打点计时器开始打点后再释放重物始打点后再释放重物. .5.5.怎样根据打点计时器打出的纸带求重物下落的加速度呢怎样根据打点计时器打出的纸带求重物下落的加速度呢？提示：提示：方法一：利用匀变速直线运动的推论方法一：利用匀变速直线运动的推论xxx x- -x x=x=x-x-x= =aT=aT2 2，计算重物下落的加速度，计算重物下落的加速度. .方法二：先作出重物下落的方法二：先作出重物下落的v-tv-t图象，然后根据图象的斜率图象，然后根据图象的斜率求加速
11、度求加速度. .测定重力加速度的其他方法测定重力加速度的其他方法要测定当地的重力加速度，除了可以用打点计时器测量以要测定当地的重力加速度，除了可以用打点计时器测量以外，还可以用以下两种方法：外，还可以用以下两种方法：1.1.频闪照相法频闪照相法: :由频闪照相获得照片由频闪照相获得照片, ,根据根据x=gTx=gT2 2求求g g；其中；其中T T为闪光的时间间隔为闪光的时间间隔,x,x为相邻的相等时间间隔为相邻的相等时间间隔T T内的位移内的位移之差之差. .2.2.滴水法：在自来水龙头下放一容器，调节水龙头的开滴水法：在自来水龙头下放一容器，调节水龙头的开关，使水一滴一滴的下落，当调节到使
12、第一滴水碰到容器关，使水一滴一滴的下落，当调节到使第一滴水碰到容器底部的瞬间，第二滴水刚好从水龙头口开始下落，测出底部的瞬间，第二滴水刚好从水龙头口开始下落，测出n n滴滴水下落的总时间水下落的总时间t t0 0，用刻度尺量出水龙头口到容器底部的，用刻度尺量出水龙头口到容器底部的距离距离h,h,由由 得得 . . 【知识归纳知识归纳】用打点计时器测当地重力加速度用打点计时器测当地重力加速度应用打点计时器研究自由落体运动，通过对纸带的测量，应用打点计时器研究自由落体运动，通过对纸带的测量，求当地的重力加速度时常用的方法有三种：求当地的重力加速度时常用的方法有三种：(1)(1)测得纸带上连续相等时
13、间内的位移为测得纸带上连续相等时间内的位移为x x1 1、x x2 2、x x3 3，利，利用做匀变速直线运动的物体在连续相等时间内位移之差为用做匀变速直线运动的物体在连续相等时间内位移之差为恒量，即恒量，即x=gTx=gT2 2计算计算. .(2)(2)若纸带从打第一个点开始，可利用若纸带从打第一个点开始，可利用 求求g g，即，即 . .(3)(3)若纸带上测得连续相等时间内的位移为若纸带上测得连续相等时间内的位移为x x1 1、x x2 2、x x3 3、x x4 4、x x5 5、x x6 6，可由，可由 求求g g，这样测得，这样测得的位移都得到应用，可减小误差的位移都得到应用，可减
14、小误差. .典例典例2 (20102 (2010全国高考全国高考)利用图中利用图中所示的装置可以研究自由落体运动所示的装置可以研究自由落体运动. .实验中需要调整好仪器，接通打点计实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落时器的电源，松开纸带，使重物下落. .打点计时器会在纸带上打出一系列的打点计时器会在纸带上打出一系列的小点小点. .(1)(1)为了测得重物下落的加速度，还为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有需要的实验器材有_.(_.(填入正确选项前的字母填入正确选项前的字母) )A A天平天平 B B秒表秒表 C C米尺米尺(2)(2)若实验中所得到的重物下落
15、的加速度值小于当地的重力加若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：可能引起此误差的原因：_._. 【思路点拨思路点拨】解答本题时可按以下思路分析解答本题时可按以下思路分析(1)(1)根据对纸带的测量方法选择器材根据对纸带的测量方法选择器材. .(2)(2)分析能够影响重物和纸带下落的因素确定原因分析能够影响重物和纸带下落的因素确定原因. .【规范解答规范解答】(1)(1)为了测得重物下落的加速度，必须知道重物为了测得重物下落的加速度，必须知道重物下落的时间与位
16、移，时间可由打点计时器测定，位移可由米下落的时间与位移，时间可由打点计时器测定，位移可由米尺测定，物体的质量没有必要测定，故不需要天平、秒表尺测定，物体的质量没有必要测定，故不需要天平、秒表. .(2)(2)实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，引起此误差的原因可能是：打点计时器与纸带之间存度值，引起此误差的原因可能是：打点计时器与纸带之间存在摩擦、有空气阻力等在摩擦、有空气阻力等. .答案答案: :(1)C (2)(1)C (2)打点计时器与纸带之间存在摩擦打点计时器与纸带之间存在摩擦( (其他合理答其他合理答案同样可以案同
17、样可以) )1.1.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，试根据自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，试根据匀变速直线运动规律推导自由落体运动的公式匀变速直线运动规律推导自由落体运动的公式. .提示：提示：自由落体运动是初速度为零，加速度等于自由落体运动是初速度为零，加速度等于g g的匀加速的匀加速直线运动直线运动. .根据匀变速直线运动规律：根据匀变速直线运动规律：(1)(1)速度公式：由匀变速直线运动的速度公式速度公式：由匀变速直线运动的速度公式v=vv=v0 0+at+at可得自由落体运动的速度公式为可得自由落体运动的速度公式为v=gtv=gt(2)(2)位移公式：由匀变速直线运
18、动的位移公式位移公式：由匀变速直线运动的位移公式可得自由落体运动的位移公式为可得自由落体运动的位移公式为(3)(3)位移与速度的关系公式：由匀变速直线运动位移与速度位移与速度的关系公式：由匀变速直线运动位移与速度的关系公式的关系公式v v2 2-v-v0 02 2=2ax=2ax可得自由落体运动的位移与速度的关系公式是：可得自由落体运动的位移与速度的关系公式是：v v2 2=2gh.=2gh.2.2.与自由落体运动相关的五个比例关系式是怎样的？与自由落体运动相关的五个比例关系式是怎样的？提示：提示：(1)T(1)T末、末、2T2T末、末、3T3T末末瞬时速度之比瞬时速度之比v v1 1vv2
19、2vv3 3=123=123. .(2)T(2)T内、内、2T2T内、内、3T3T内内下落高度之比下落高度之比x x1 1xx2 2xx3 3=149=149. .(3)(3)第一个第一个T T内、第二个内、第二个T T内、第三个内、第三个T T内内下落高度之比下落高度之比x xxxxx=135=135. .(4)(4)连续下落相同高度时的瞬时速度之比连续下落相同高度时的瞬时速度之比v v1 1vv2 2vv3 3=1 =1 . .(5)(5)通过连续相等的下落高度所用时间之比通过连续相等的下落高度所用时间之比t t1 1tt2 2tt3 3=1( )( )=1( )( ). .如何认识伽利略
20、的科学方法如何认识伽利略的科学方法(1)(1)伽利略第一次把实验和逻辑推理伽利略第一次把实验和逻辑推理( (包括数学推演包括数学推演) )和谐地和谐地结合了起来，打开了近代科学的大门结合了起来，打开了近代科学的大门. .伽利略把自己的科学伽利略把自己的科学方法付诸应用，成功地解决了自由落体运动的运动性质问方法付诸应用，成功地解决了自由落体运动的运动性质问题，其中有观察、有猜想、有实验、有逻辑推理题，其中有观察、有猜想、有实验、有逻辑推理( (包括数学包括数学推演推演).).他的方法为后人所采用，创造了科学的奇迹他的方法为后人所采用，创造了科学的奇迹. .(2)(2)伽利略对自由落体运动的研究，
21、开创了研究物理规律的伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究物理规律的科学方法科学方法抽象思维、数学推导和科学实验相结合，这抽象思维、数学推导和科学实验相结合，这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然科学最基本种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法，有力地推进了人类科学认识的发展，近代科的研究方法，有力地推进了人类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开学研究的大门从此打开. .自由落体运动规律自由落体运动规律1.1.运动特点：初速度为零的匀加速直线运动运动特点：初速度为零的匀加速直线运动v v0 0=0,a=g.=0,a=g.2.2.基本规律：基本规律：v=gt v=
22、gt 3.3.自由落体运动的五个比例关系自由落体运动的五个比例关系典例典例3 3 从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的的高度为塔高的7/167/16，求塔高，求塔高.(g.(g取取10 m/s10 m/s2 2) )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 g的匀加速直线运动，的匀加速直线运动，适用初速度为零的匀加速直线运动的所有规律适用初速度为零的匀加速直线运动的所有规律. .【规范解答规范解答】解法一：画出石子的运动草图解法一：画出石子的运动草图. .设石子下落的总时间为设石子下落的总时间为t
23、t，塔高为，塔高为H H，则下落距，则下落距离为塔高的离为塔高的9/169/16时经过的时间为时经过的时间为(t-1)(t-1)，根据，根据自由落体运动的位移公式：自由落体运动的位移公式： 解解两式得：两式得：t=4 st=4 s，H=80 m.H=80 m.解法二：设石子落地前最后一秒的初速度为解法二：设石子落地前最后一秒的初速度为v v，则落地瞬间，则落地瞬间的速度为的速度为v+gv+g根据根据v v2 2=2gh=2gh有：有： (v+g)(v+g)2 2=2gH =2gH 解解得：得：v=30 m/sv=30 m/s，H=80 m.H=80 m.解法三：画出石子做自由落体运动的解法三：
24、画出石子做自由落体运动的v-tv-t图象，如图所示图象，如图所示. .三角形三角形OMNOMN的面积表示石子在前的面积表示石子在前(t-1)(t-1)秒内下降的高度秒内下降的高度. .大三角形的面大三角形的面积表示塔高积表示塔高. .根据面积比等于相似比根据面积比等于相似比的平方，应有：的平方，应有： 得：得：t=4 s t=4 s 再根据再根据 得：得：H=80 m.H=80 m.请仔细分析教材请仔细分析教材P46P46P48,P48,探究分析以下几个问题：探究分析以下几个问题：1.1.根据亚里士多德的观察，物体下落的快慢由什么因素决根据亚里士多德的观察，物体下落的快慢由什么因素决定？定？提
25、示：提示：根据亚里士多德的观察，重的物体下落快，轻的物根据亚里士多德的观察，重的物体下落快，轻的物体下落慢，所以物体下落的快慢是由其重量决定的体下落慢，所以物体下落的快慢是由其重量决定的. .2.2.伽利略是怎样提出假设、运用逻辑推理证明亚里士多德伽利略是怎样提出假设、运用逻辑推理证明亚里士多德的观点是错误的？的观点是错误的？提示：提示：伽利略假设大石头下落的速度是伽利略假设大石头下落的速度是8 8，小石头下落的速，小石头下落的速度为度为4 4，若把两块石头捆在一起，小石头会把大石头拖慢，若把两块石头捆在一起，小石头会把大石头拖慢. .但两块石头捆在一起，重量增大，整个系统下落的速度应但两块石
26、头捆在一起，重量增大，整个系统下落的速度应该比该比8 8大大. .这样就出现了自相矛盾的结果，所以证明了亚里这样就出现了自相矛盾的结果，所以证明了亚里士多德的观点是错误的士多德的观点是错误的. .3.3.伽利略进行了怎样的猜想？伽利略进行了怎样的猜想？提示：提示：猜想落体运动是一种最简单的变速运动，速度应该猜想落体运动是一种最简单的变速运动，速度应该均匀变化，速度可能与时间成正比，也可能是速度与位移均匀变化，速度可能与时间成正比，也可能是速度与位移成正比成正比. .4.4.伽利略是如何进行实验验证的？伽利略是如何进行实验验证的？提示：提示：(1)(1)让小球沿斜面滚下，减小加速度，延长运动时间
27、，让小球沿斜面滚下，减小加速度，延长运动时间，便于观测便于观测.(2).(2)他进行的是坡度较小的斜面实验，后来将实他进行的是坡度较小的斜面实验，后来将实验进行了合理外推，当倾角增大到验进行了合理外推，当倾角增大到9090时，小球的运动就时，小球的运动就是自由落体运动是自由落体运动. .典例典例4 4 伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最完伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最完美的实验美的实验. .在加速度实验中，伽利略将光滑的直木板槽倾斜在加速度实验中，伽利略将光滑的直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球固定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每
28、次下滑的时间，研究铜球的运动位移与时间的关系，亚每次下滑的时间，研究铜球的运动位移与时间的关系，亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，伽利略却里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，伽利略却证明铜球的运动位移与时间的平方成正比证明铜球的运动位移与时间的平方成正比. .请将亚里士多德请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示的预言和伽利略的结论分别用公式表示( (其中位移用其中位移用x x，速，速度用度用v v，加速度用，加速度用a a，时间用，时间用t t表示表示) )，亚里士多德的预言：，亚里士多德的预言：_，伽利略的结论：，伽利略的结论：_._.伽利略的两个实伽利略的两个实验
29、之所以成功，主要原因是在自由落体的实验中，忽略了验之所以成功，主要原因是在自由落体的实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一要素，在加速度实验中，伽利空气阻力，抓住了重力这一要素，在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验研究铜球运动，是为略选用光滑直木板槽和铜球进行实验研究铜球运动，是为了减少铜球运动的了减少铜球运动的_，同时抓住，同时抓住_这一要素这一要素. .明确亚里士多德对铜球运动的预言及伽利略关于铜球运动明确亚里士多德对铜球运动的预言及伽利略关于铜球运动的假设及数学推理和理想实验的假设及数学推理和理想实验. .【规范解答规范解答】亚里士多德曾预言铜球的运动速度是不变亚里士多德
30、曾预言铜球的运动速度是不变的，即铜球做匀速直线运动的，即铜球做匀速直线运动. .则其关系式为则其关系式为x=vtx=vt；伽利略证；伽利略证明铜球运动的位移与时间的平方成正比，即铜球做初速度明铜球运动的位移与时间的平方成正比，即铜球做初速度为零的匀加速直线运动，其关系式为为零的匀加速直线运动，其关系式为 . .伽利略选用伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验，目的是为了减少铜球运动光滑直木板槽和铜球进行实验，目的是为了减少铜球运动时所受的阻力，同时抓住小球受重力这一要素时所受的阻力，同时抓住小球受重力这一要素. .答案：答案：x=vt x=vt 阻力阻力 小球受重力小球受重力典例典例5 5 用滴
31、水法可以测定重力加速度用滴水法可以测定重力加速度的值的值. .方法是：在自来水龙头下面固方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板定一块挡板A A，使水一滴一滴地滴落，使水一滴一滴地滴落到挡板上，仔细调节水龙头，使得耳到挡板上，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一水滴滴在挡板上的声朵刚好听到前一水滴滴在挡板上的声音的同时，下一水滴刚好开始下落音的同时，下一水滴刚好开始下落. .首先量出水龙头口离挡板的高度首先量出水龙头口离挡板的高度h h，再用秒表计时，计时方，再用秒表计时，计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数表开
32、始计时，并数“1 1”，以后每听到一声水滴声，依次数，以后每听到一声水滴声，依次数“2 2、3 3、4 4”，一直数到，一直数到“n n”时，按下秒表按钮停止时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的示数为计时，读出秒表的示数为t.t.(1)(1)写出用上述测量方法计算重力加速度写出用上述测量方法计算重力加速度g g的表达式的表达式. .(2)(2)为了减小误差，改变为了减小误差，改变h h的数值，测出多组数据的数值，测出多组数据. .记录在表记录在表格中格中( (表中表中t t是水滴从水龙头口到是水滴从水龙头口到A A板所用的时间，即水滴在板所用的时间，即水滴在空中运动的时间空中运动的时间) )，
33、请在图中所示的坐标系上作出适当的图，请在图中所示的坐标系上作出适当的图象，并利用图象求出重力加速度象，并利用图象求出重力加速度g g的值的值.(.(保留两位有效数字保留两位有效数字) ) 【思路点拨思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：解答本题时可按以下思路分析：(1)(1)明确所记录的时间的间隔数明确所记录的时间的间隔数. .(2)(2)明确自由落体运动的表达式明确自由落体运动的表达式. .(3)(3)明确明确h-th-t2 2图象中图线斜率的意义图象中图线斜率的意义. . 【规范解答规范解答】(1)(1)每滴水下落高度每滴水下落高度h h所用的时间为所用的时间为 , ,根据自由落体运动规律
34、根据自由落体运动规律 可可得得 . .(2)(2)由于由于 , ,故以下落高度故以下落高度h h为为纵坐标，以时间的平方纵坐标，以时间的平方t t2 2为横坐标为横坐标画画h h- -t t2 2图象，应为直线，其斜率图象，应为直线，其斜率 ,g=2k.,g=2k.认真描点作认真描点作图，求出斜率图，求出斜率k k，即可求得，即可求得g g，解得，解得g=9.6 m/sg=9.6 m/s2 2. . 1.1.关于自由落体运动，下列说法正确的是关于自由落体运动，下列说法正确的是( )( )A.A.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用物体做自由落体运动时不受任何外力的作用B.B.在空气中忽略空气
35、阻力的运动就是自由落体运动在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动C.C.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动D.D.不同物体做自由落体运动时其速度变化的快慢是不相同的不同物体做自由落体运动时其速度变化的快慢是不相同的【解析解析】选选C.C.做自由落体运动的物体只受重力，做自由落体运动的物体只受重力，A A错；忽略空错；忽略空气阻力，还需要初速度为零，气阻力，还需要初速度为零，B B错，错，C C正确；不同物体做自由正确；不同物体做自由落体运动的运动规律是完全一样的，所以加速度是一样的，落体运动的运动规律是完全一样的，所以加速度是一样的，即速度变化
36、快慢是一样的，即速度变化快慢是一样的，D D错错. .2.2.甲物体的重力比乙物体的重力大甲物体的重力比乙物体的重力大5 5倍，甲从倍，甲从H mH m高处自由高处自由落下，乙从落下，乙从2H m2H m高处同时自由落下以下几种说法中正确高处同时自由落下以下几种说法中正确的是的是( )( )A A两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙的大两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙的大B B下落下落1 s1 s末，它们的速度相等末，它们的速度相等C C各自下落各自下落1 m1 m，它们的速度相等，它们的速度相等D D下落过程中甲的加速度比乙的大下落过程中甲的加速度比乙的大【解析解析】选选B B、C.
37、C.因为甲、乙都是自由落体运动，所以运动因为甲、乙都是自由落体运动，所以运动规律完全一样，规律完全一样，D D错；因为是同时下落，根据错；因为是同时下落，根据v=gtv=gt可知同一可知同一时刻甲、乙的速率一样大，时刻甲、乙的速率一样大，A A错，错，B B正确；根据正确；根据v v2 2=2gh=2gh知知C C正正确确. .3.(20113.(2011南昌高一检测南昌高一检测) )甲、乙两物体的质量之比为甲、乙两物体的质量之比为1414，不考虑空气的阻力作用，它们在同一高度处同时下落，不考虑空气的阻力作用，它们在同一高度处同时下落，则下面说法正确的是则下面说法正确的是( )( )A.A.甲
38、比乙先着地甲比乙先着地 B.B.乙比甲先着地乙比甲先着地C.C.甲和乙同时落地甲和乙同时落地 D.D.甲比乙的加速度大甲比乙的加速度大【解析解析】选选C.C.物体自由下落过程中的运动情况与物体的质物体自由下落过程中的运动情况与物体的质量无关，加速度相同，故甲、乙两物体同时开始下落，也量无关，加速度相同，故甲、乙两物体同时开始下落，也同时着地，故同时着地，故C C正确正确. .4.(20114.(2011黄山高一检测黄山高一检测) )若测出某同学捏住直尺时，直尺若测出某同学捏住直尺时，直尺下落的高度为下落的高度为10 cm10 cm，那么这位同学的反应时间是多，那么这位同学的反应时间是多少少?(
39、g=10 m/s?(g=10 m/s2 2) )【解析解析】根据自由落体运动规律根据自由落体运动规律h hgtgt2 2/2,/2,可得反应时间可得反应时间t t0.14 s.0.14 s.答案：答案：0.14 s0.14 s5.5.一个自由下落的物体，它在最后一个自由下落的物体，它在最后1 s1 s内的位移是内的位移是35 m35 m，则，则物体的落地速度是多大？下落时间是多少？物体的落地速度是多大？下落时间是多少？(g=10 m/s(g=10 m/s2 2) )【解析解析】根据根据 , ,由由v=gtv=gt可知，从静止开始到可知，从静止开始到35 m/s35 m/s用时用时3.5 s3.
40、5 s，再加上最后的，再加上最后的0.5 s0.5 s，总共，总共4 s.4 s.落地速落地速度度v=gt=40 m/s.v=gt=40 m/s.答案答案: :40 m/s 4 s40 m/s 4 s一、选择题一、选择题( (本题共本题共5 5小题，每小题小题，每小题5 5分，共分，共2525分分) )1.1.在四楼的阳台上无初速度地释放下列物体，其运动可视为在四楼的阳台上无初速度地释放下列物体，其运动可视为自由落体运动的是自由落体运动的是( )( )A.A.一团棉花一团棉花 B B一个小钢球一个小钢球 C C一张纸片一张纸片 D D一个铁锤一个铁锤【解析解析】选选B B、D.D.物体在空气中
41、无初速度地下落物体在空气中无初速度地下落, ,若空气阻力若空气阻力很小，与重力相比可以忽略不计很小，与重力相比可以忽略不计, ,则物体的运动可视为自由则物体的运动可视为自由落体运动选落体运动选B B、D D2.2.下列关于重力加速度的说法中正确的是下列关于重力加速度的说法中正确的是( )( )A A重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B B重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小C C重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢D D轻物体和重物体的重力加
42、速度不同，所以重的物体先落地轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地【解析解析】选选C.C.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，重加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，重力加速度是表示做自由落体运动的物体速度变化的快慢不力加速度是表示做自由落体运动的物体速度变化的快慢不同的物体重力加速度是相同的，故本题只有同的物体重力加速度是相同的，故本题只有C C项正确项正确. .3.3.一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1 s1 s内的位移大小是内的位移大小是x x，则它在第，则它在第3 s3 s内的位移大小是内的位移大小是( )( )
43、A A5x B5x B7x C7x C9x D9x D12x12x【解析解析】选选A.A.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，石子第石子第1 s1 s内、第内、第2 s2 s内、第内、第3 s3 s内的位移之比为内的位移之比为135135，而，而第第1 s1 s内的位移为内的位移为x x，所以第，所以第3 s3 s内的位移为内的位移为5x5x故选故选A.A.4.(20114.(2011南昌高一检测南昌高一检测) )甲、乙两物体所受的重力之比为甲、乙两物体所受的重力之比为1212，甲、乙两物体所在的位置高度之比为，甲、乙两物体所在的位置高度之比为2
44、121，它们各，它们各自做自由落体运动，则自做自由落体运动，则( )( )A A落地时的速度之比是落地时的速度之比是 1 1 B B落地时的速度之比是落地时的速度之比是1111C C下落过程中的加速度之比是下落过程中的加速度之比是1212D D下落过程中的加速度之比是下落过程中的加速度之比是11 11 【解析解析】选选A A、D.D.由由v v2 2=2gh=2gh，得，得 知知 ，所以落地时的速度之比为，所以落地时的速度之比为 1 1，A A对，对，B B错；物体做自由落体运动的加速度为错；物体做自由落体运动的加速度为g g，与重力无关，与重力无关，故故C C错，错，D D对对. .5.5.
45、滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头. .从第从第1 1次听到水击盘声时开始计时，测出次听到水击盘声时开始计时，测出n n次听到水击盘声的总时次听到水击盘声的总时间为间为t t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h h，即可算出，即可算出重力加速度重力加速度. .设人耳能区别两个声音的时间间隔为设人耳能区别两个声音
46、的时间间隔为0.1 s0.1 s，声速为，声速为340 m/s340 m/s，g g取取10 m/s10 m/s2 2，则，则( )( )A.A.水龙头距人耳的距离至少为水龙头距人耳的距离至少为34 m34 mB.B.水龙头距盘子的距离至少为水龙头距盘子的距离至少为34 m34 mC.C.重力加速度的计算式为重力加速度的计算式为D.D.重力加速度的计算式为重力加速度的计算式为【解析解析】选选D.D.只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1 s0.1 s，人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距离无关离无关
47、( (只要人耳能够听到声音只要人耳能够听到声音).).在在0.1 s0.1 s内，水滴下落的内，水滴下落的距离距离 , ,所以，水龙头距离盘子所以，水龙头距离盘子的距离只要超过的距离只要超过0.05 m0.05 m就行，故就行，故A A、B B错错. .水龙头滴两滴水的时间间隔为水龙头滴两滴水的时间间隔为 ，由，由 可可得得 ，故，故C C错，错，D D对对. .所以，本题所以，本题正确选项为正确选项为D.D.二、非选择题二、非选择题( (本题共本题共3 3小题，共小题，共2525分，要有必要的文字叙述分，要有必要的文字叙述) )6.(56.(5分分)2010)2010年某次军事行动中，一架直
48、升飞机执行任务正年某次军事行动中，一架直升飞机执行任务正停留在某一高度空投军用物资，测出空投物资自由下落过程停留在某一高度空投军用物资，测出空投物资自由下落过程中连续两个中连续两个0.5 s0.5 s内的下落高度分别为内的下落高度分别为23.60 m23.60 m和和26.03 m26.03 m，试确定飞机所在处的重力加速度试确定飞机所在处的重力加速度( (物资下落时不计空气阻力物资下落时不计空气阻力).).【解析解析】由由x x2 2-x-x1 1=gT=gT2 2得得 =9.72 m/s=9.72 m/s2 2答案：答案： 9.72 m/s9.72 m/s2 27.(107.(10分分)
49、)建筑工人安装脚手架进行高空作业，有一名建筑建筑工人安装脚手架进行高空作业，有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一根长工人由于不慎将抓在手中的一根长5 m5 m的铁杆在竖直状态下的铁杆在竖直状态下脱落了，使其做自由落体运动，铁杆在下落过程中经过某脱落了，使其做自由落体运动，铁杆在下落过程中经过某一楼层面的时间为一楼层面的时间为0 02 s2 s，试求铁杆下落时其下端到该楼，试求铁杆下落时其下端到该楼层面的高度层面的高度?(?(取取g=10 m/sg=10 m/s2 2 ，不计楼层面的厚度，不计楼层面的厚度) )【解析解析】铁杆下落做自由落体运动，其运动经铁杆下落做自由落体运动，其运动经过下面某一
50、层楼面时间过下面某一层楼面时间t=0t=02 s2 s，这个，这个tt也就是杆也就是杆A A端到该楼层下落时间端到该楼层下落时间t tA A与杆与杆B B端到该端到该楼层下落时间楼层下落时间t tB B之差，设所求高度为之差，设所求高度为h h，如图所，如图所示示, ,则由自由落体公式可得到：则由自由落体公式可得到： ，又，又t=tt=tA A-t-tB B，将将g=10 m/sg=10 m/s2 2，t=0t=02 s2 s代入，代入，联立以上各式，即可求出联立以上各式，即可求出h=28h=288 m8 m答案：答案：28.8 m28.8 m 【规律方法规律方法】 自由落体运动问题的分析方法
51、自由落体运动问题的分析方法(1)(1)确定研究对象，选取研究过程确定研究对象，选取研究过程. .(2)(2)明确物体的运动是否符合做自由落体运动的条件明确物体的运动是否符合做自由落体运动的条件. .对于对于密度较大相对体积又较小，下落速度不是太大的物体，空密度较大相对体积又较小，下落速度不是太大的物体，空气阻力远小于物体的重力时，也可以把物体看成是做自由气阻力远小于物体的重力时，也可以把物体看成是做自由落体运动落体运动. .(3)(3)充分利用充分利用v v0 0=0=0的匀加速直线运动的相关公式及推论的匀加速直线运动的相关公式及推论. .(4)(4)取竖直向下为正方向列方程，求解结果取竖直向
52、下为正方向列方程，求解结果. .8.(108.(10分分)2010)2010年年1010月月1 1日，我国成功日，我国成功发射了发射了“嫦娥二号嫦娥二号”探月卫星，如探月卫星，如图为图为“嫦娥二号嫦娥二号”卫星在卫星在20102010年年1010月月2828日获取的位于月球南海虹湾区域的日获取的位于月球南海虹湾区域的拉普拉斯拉普拉斯A A环形坑影像图，为后期环形坑影像图，为后期载人登月着陆点的选择提供了重要参考载人登月着陆点的选择提供了重要参考. .若你通过努力学习、若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人，而你为了测定月球表刻苦训练有幸成为中国登月第一人，而你为了测定月球表面附近的重
53、力加速度进行了如下实验：面附近的重力加速度进行了如下实验：在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落，测出下在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落，测出下落高度落高度h=20 mh=20 m时，下落的时间正好为时，下落的时间正好为t=5 s.t=5 s.则：则：(1)(1)月球表面的重力加速度月球表面的重力加速度g g月为多大？月为多大？(2)(2)小球下落小球下落2.5 s2.5 s时的速度为多大？时的速度为多大？【解析解析】(1)(1)由由 得月球表面的重力加速度得月球表面的重力加速度(2)(2)由由v=gv=g月月tt得得t=2.5 st=2.5 s时的速度时的速度v=1.6v=1.62.5 m/s=4 m/s2.5 m/s=4 m/s答案：答案：(1)1.6 m/s(1)1.6 m/s2 2 (2)4 m/s(2)4 m/s同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
