高考物理双基突破专题03重力作用下的直线运动精讲

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1、专题三重力作用下的直线运动（精讲）一、自由落体运动1．自由落体运动（1）定义：物体从静止开始下落，只在重力作用下的运动。（2）特点——条件①运动特点：初速度等于零，加速度为g的匀加速直线运动。②受力特点：只受重力作用。（3）理解：自由落体运动是一种理想化模型①这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。（在地球上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。）②当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。如在空气中自由下落的石块可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动。（4）

2、运动性质：初速度0的匀加速直线运动。（5）规律：自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的一个特例。所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动。①速度公式：v＝gt。②位移公式：h＝gt2。③速度位移关系式：v2＝2gh。（6）自由落体运动的推论①连续相等的时间T内的位移之差：Δx＝gT2。②平均速度：＝。③若从开始运动时刻计时，划分为连续相等的时间间隔T，则有如下比例关系：ⅰ．T末、2T末、3T末……瞬时速度之比v1∶v2∶v3∶……＝1∶2∶3∶……ⅱ．T内、2T内、3T内……位移之比x1∶x2∶x3∶……＝

3、1∶4∶9∶……ⅲ．第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……＝1∶3∶5∶……④若从运动起点（初位置）开始，划分为连续相等的位移x，则有如下比例关系：ⅰ．连续相等的位移末的瞬时速度v1∶v2∶v3∶……＝1∶∶∶……推证：由v2－v02＝2ax可直接得到。ⅱ．通过连续相等的位移所用时间之比t1∶t2∶t3∶……＝1∶（－1）∶（－）∶……【题1】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”。近年来，踢毽子成为全民健身活动之一。毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上，如图所示，对此分析

4、正确的是A．铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上B．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象C．因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下羽毛在上D．毽子的自由下落不是自由落体运动【答案】CD【题2】屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示，问：（1）此屋檐离地面多高？（2）滴水的时间间隔是多少？【答案】（1）h＝3.2m（2）T＝0.2s解法一：利用基本规律求解。设屋檐离地面高为h，滴水间隔为T，由h＝gt2得第2滴水的位移h2＝g（3T）2①第3滴

5、水的位移h3＝g（2T）2②由题意知：h2－h3＝1m由①②③解得：T＝0.2s，h＝3.2m。解法二：用比例法求解。（1）由于初速为零的匀加速直线运动从开始运动起，在连续相等的时间间隔内的位移比为1:3:5:7:…:（2n－1），据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是x0:3x0:5x0:7x0。（如图）显然，窗高为5x0，即5x0＝1m，得x0＝0.2m屋檐总高x＝x0＋3x0＋5x0＋7x0＝16x0＝3.2m（2）由x＝gt2知，滴水时间间隔为T＝＝s＝0.2s解法三：用平均速度求解。（1）设滴水间隔为T，则雨滴经过窗子过程

6、中的平均速度为＝＝由vt＝gt知，雨滴下落2.5T时的速度为vt＝2.5gT2．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，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。（2）自由落体加速度的方向①方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。②由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。（3）大小：与所处地球上的位置及距地面的高度有关。①在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。②在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小

7、不变。通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。3．伽利略对自由落体运动的研究（1）亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量决定的。（2）伽利略的研究：①归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，运用“归谬法”，通过逻辑推理，否定了亚里士多德的论断。②猜想：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。两种可能性（3）由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法：①伽利略运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2。②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运

8、动符合x∝t2，是匀变速直线运动。③伽利略将上述结果合理外推到将斜面倾角增大到90°的情况，成为自由落体。④从而得出结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。【题3】伽利略对自由落体的研究，是科学实验和逻辑思维的完