湖南省临湘一中2012年高考物理总复习 第10讲 自由落体运动能力提升学案 新人教版必修1.doc

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1、第十讲自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究考点一自由落体运动规律核心内容1．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v0=0,加速度a=g；只受重力。（3）运动性质：初速度为零、a=g的匀加速直线运动.2．自由落体加速度（1）在同一地点，一切物体的自由落体运动的加速度都相同，叫重力加速度。（2）g是矢量，方向竖直向下，其大小与地理纬度有关，与离地面的高度有关；纬度越高，g值越大；离地面越高，g值越小。标准值为g=9.8m/s2，粗略计算时，g=10m/s2。3.自由落体运动的规律【考题l】从离地面500m的空中自由落下一

2、小球，g取lOm/s2，求小球：(1)经过多长时间落到地面?(2)自开始下落时计时，在第1s内的位移、最后1s内的位移．(3)下落时间为总时间的一半时的位移．【解析】已知x＝500m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地时间．根据运动时间，可算出第1s内位移和落下一半时间的位移，最后1s内的位移是下落总位移和前(n-l)s下落位移之差．(1)由x＝gt2/2，得落地时间:t＝10s.(2)第1s内的位移:xl＝gt12/2＝5m因为从开始运动起前9s内的位移为：x9＝gt92/2m＝405m所以最后ls内的位移为：x10＝500m－405m＝95m．(3)下

3、落一半时间，即t’＝5s，其位移为：x5＝gt’2/2＝125m【变式1—1】水滴从屋檐自由落下，经过高为1．8m的窗户历时0．2s，若不计空气阻力，g取1Om/s2，则屋檐离窗顶有多高?【变式1--2】为了测定反应时间，甲同学用两个手指捏住直尺顶端(如图l0-1)，乙同学用一只手在直尺下部做握住直尺的准备，但手的任何部位都不要碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置为25．86cm.当看到甲同学放开手时，乙同学立即握住直尺，这时手指在直尺上的位置为6．26cm，请你根据自由落体运动的知识，算出乙同学的反应时间．考点二自由落体运动规律的推论核心内容5用心爱心专心1.1

4、T末、2T末、3T末的速度之比为1:2:32.1T内、2T内、3T内的位移之比为12:22:323.连续相等的时间内下落的高度之比为：1：3：5【考题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10-2所示，问：(1)此屋檐离地面多高?(2)滴水的时间间隔是多少?(g取1Om／s2)【解析】由图l0-2可知，如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段，设时间间隔为T，则这一滴水在0时刻、T末、2T末、3T末、4T末所处的位置，分别对应图

5、示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置，据此可作出解答(1)由推论知：Δx1:Δx2:Δx3:Δx4＝l:3:5:7．Δx1＝Δx3/5＝0.2m所以Δx2＝0.6mΔx4＝1.4m屋檐高度:△x＝3．2m(2)又因为Δx1＝gT2/2．　　　所以:T＝0．2s．【变式2-1】利用水滴下落可以测量重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出．在水龙头的正下方放一盘子，调整盘子的高度，使一滴水碰到盘子时，恰好有另一滴水从水龙头开始下落，而空中还有两个正在下落的水滴．测出水龙头滴水处到盘子的高度为x(m)，再用秒表测量时间，从第一滴水离开水龙头开

6、始，到第N滴水落至盘中，共用去时间为T(s)．当第一滴水落到盘中时，第二滴水离盘子的高度为m，重力加速度g＝m/s2．【变式2-2】四个小球在离地面不同高度同时从静止释放，不计空气阻力，从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔，小球依次碰到地面，下列各图中，能反映刚开始运动时各小球相对地面的位置的是（）．考点三伽利略对自由落体运动的研究方法核心内容1.亚里士多德的看法：物体的下落快慢由物体的重力决定。2.伽利略的逻辑思考：①轻重物体捆在一起，因质量增大，其下落速度应比任何一个物体的下落速度大，②轻重物体捆在一起，轻物会减慢重物的下落速度，故下落速度应比重物下落速度小。3

7、.伽利略的猜想与假设：自由落体运动是一种简单的匀变速运动，其速度应与时间成正比。4.伽利略的实验验证：5用心爱心专心因实验条件限制，无法求出瞬时速度v，从而无法证明v与t成正比，通过数学运算可知，若v∝t，则有x∝t2。这样，只要验证位移与时间的平方成正比即可。但是，自由落体运动物体下落很快，计时装置的简陋又无法精确测量所用时间，因此，伽利略用斜面减缓运动加速度的大小，从而较准确的验证了速度与时间成正比，即位移与时间的平方成正比。5.伽利略的科学方法把实验和逻辑推理有机的结合起来，从而有力的推动了人类科学知识的发展。其研究过程的基本要素为观察现象提出假设逻辑推理实

8、验验证修正