物理·必修1(粤教版)
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匀变速直线运动及公式(Ⅱ)
匀变速直线运动及公式(Ⅱ)
高考热点
(1) 高考对本章内容的考查重点有匀变速直线运动的规律及应用．
(2)联系生活实际、联系体育及科技信息是高考命题的趋势，高考命题将会以此为背景考查学生运用知识的能力、建立物理模型的能力和解决实际问题的能力．
探究自由落体运动
1．关于自由落体运动的说法，下列哪项是正确的( )
A．物体从静止下落的运动就叫自由落体运动
B．物体竖直下落的运动就叫自由落体运动
C．物体只在重力作用下的运动就叫自由落体运动
D．物体只在重力作用下由静止开始下落的运动叫自由落体运动
解析：对物理学上的物理情景和物理模型要准确理解．对自由落体定义的理解，关键是两点：其一，物体只受重力，如物体下落时有空气阻力，那就不叫自由落体；其二，从静止开始，如果有一定的初速度下落，也不能叫自由落体．此两条件缺一不可．
答案：D
2．伽利略以前的学者认为：物体越重，下落得越快，伽利略等一些物理学家否定了这种看法．
(1)如图所示，在一玻璃管中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速倒置玻璃管，可以看到，玻璃球先于羽毛达到底端，这主要是因为( )
A．它们的重量不同
B．它们的密度不同
C．它们的材料不同
D．它们受到的空气阻力不同
(2)在一高塔顶端释放大小相同的实心铁球和实心铅球，与此有关的下列说法中，正确的是( )
①它们受到的空气阻力不同 ②它们的加速度相同 ③它们落地的速度不同 ④它们下落的时间相同
A．①③ B．②④ C．② D．③
解析：羽毛下落时空气阻力不能忽略，玻璃球和铁球下落时空气阻力可以忽略．
(1)玻璃球先于羽毛到达地面，这主要因为羽毛受到的空气阻力大的缘故，正确选项为D.
(2)大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等．在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，它们的加速度相等．因下落高度相等，故下落的时间相等，落地的速度相等，正确选项为B.
答案：(1)D (2)B
3．甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，下列说法正确的是( )
A．甲比乙先着地 B．甲比乙的加速度大
C．甲、乙同时着地 D．无法确定谁先着地
解析：物体做自由落体运动时，不同质量物体的加速度是一样的，从同一高度同时落下，它们的运动情况完全相同．
答案：C
4．(双选)下列说法正确的是( )
A．从静止开始下落的物体都必做自由落体运动
B．从相同位置做自由落体运动的不同物体，加速度都是相同的
C．自由落体运动的加速度的方向总是竖直向下的
D．满足速度跟时间成正比的运动一定是自由落体运动
解析：对物体是不是自由落体运动的判断，若题目直接给出物体从静止开始自由下落或忽略空气阻力等提示语时，可将下落的物体看成做自由落体运动．对于有空气阻力的问题，若空气阻力远小于重力，可近似看成物体做自由落体运动；若只是空气阻力很小，则不能认为物体一定做自由落体运动，虽然空气阻力很小，但如果物体质量也很小时，空气阻力与重力大小可能差不多，故不是自由落体运动，A、D错；自由落体运动的加速度为重力加速度，在同一位置是相同的，故B对．
答案：BC
5．从同一高度处，先后释放两个重物，甲释放一段时间后，再释放乙，则以乙为参考物，甲的运动形式为( )
A．自由落体运动
B．匀加速直线运动aC．匀加速直线运动a>g
D．匀速直线运动
解析：先后下落的物体加速度相同，它们之间的相对运动是匀速运动．
答案：D
6．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．毽子的自由下落是自由落体运动
解析：羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多，对运动的影响很大，而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况，故羽毛要受铜钱较大的拖动作用，即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动，所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛．铜钱重不是根本原因，A错，C对；如没有空气阻力，铜钱和羽毛的相对位置是随机的，B错；可见空气阻力不能忽略，毽子不是自由落体运动．
答案：C
7．在下图所示的图象中，可能描述物体做自由落体运动的是( )
解析：A、C表示匀速直线运动，B的初速度不为零，只有D可能描述物体做自由落体运动．
答案：D
8. 小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示．
下列说法中不正确的是( )
A．小球在下端时的速度大于在上端时的速度
B．是一个自由落体运动的轨迹
C．可以由照片求出小球在两次闪光间的平均速度的大小
D．第一次闪光应发生在小球刚要下落的瞬间
解析：图片只是频闪时小球的位置，不是小球实际运动的轨迹，所以B是错的．
答案：B
9．在用电磁打点计时器记录的纸带研究物体的自由落体运动时：
(1)如何提高本实验的准确度？
(2)完成实验后，对纸带进行分析，能否得出重物速度变化的规律？
(3)位移与时间可能成正比吗？
解析：用电磁打点计时器研究物体的运动时，为提高实验的准确度，应从减少阻力、正确安装器材及操作步骤合理等入手．打点计时器最大的特点就是每打两点的时间间隔相等，它直接记录下的实际是物体在连续相等时间间隔内的位移，通过研究这些位移，从而得知物体的运动规律．
答案：(1)由自由落体运动的定义知，要提高实验的准确度，应该从尽量减少阻力入手．具体办法是：整个装置应竖直，纸带应平行于打点计时器的限位孔，先打点后放手等．
(2)从相邻两点间的距离可看出，物体越往下落，相同时间间隔内下落的距离越大，即速度越来越大．(加速度是否变化，通过定量计算可分析出来，同学们不妨自己试试)
(3)位移不可能与时间成正比，只有匀速运动，才会有s＝vt；对于自由落体运动，是一种变速运动，其位移与时间的定量关系，将在下一节学习．
课件31张PPT。第二章 探究匀变速直线运动规律 第一节 探究自由落体运动 栏目链接D1．认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动．
2．能用打点计时器或其他仪器得到相关的运动轨迹并能自主分析．
重点：自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程．
难点：物体下落的快慢与质量无关．
栏目链接 栏目链接1．亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的______________________ 决定的，物体越重，下落得________________．
2．伽利略认为，物体下落的快慢与物体的质量________________.
重量 越快 无关 栏目链接3．认识自由落体运动：
(1)定义：物体仅在重力的作用下，从__________开始下落的运动叫自由落体运动．
(2)自由落体运动具备两个特点：①初速度为______________；②下落物体只受___________________．
(3)若物体受到的空气阻力远______________物体的重力时也可将从静止开始下落的物体视为自由落体运动．
静止 零 重力 小于 栏目链接 栏目链接考点1对自由落体运动的研究
1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢由物体的重量决定，重的物体下落较快，轻的物体下落较慢．
2．伽利略的观点：伽利略巧妙地利用了“归谬法”否定了亚里士多德的观点，得出物体下落的快慢与物体的质量无关．
栏目链接例1 在物理学发展过程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了用实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理有机地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展( )
A．亚里士多德 B．伽利略
C．牛顿 D．爱因斯坦 栏目链接解析：由物理学发展历程，可知首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了用实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理有机地结合起来的科学家是伽利略．
答案：B
小结：伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，即把抽象思维、数学推理和科学实验有机结合.
栏目链接变 式
练 习1．在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要．伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义．请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略奶骄抗?( )
A．猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B．问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
栏目链接变 式
练 习C．问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D．猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
栏目链接变 式
练 习解析：伽利略探究物体下落规律的过程是：先对亚里士多德对落体运动的观察得出的结论提出质疑——大小石块捆在一起下落得出矛盾的结论；猜想——下落的运动是最简单的运动，速度与时间成正比；数学推理——如果v∝t，则有h∝t2；实验验证——设计出斜面实验并进行研究，得出光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2；合理外推——将光滑斜面上滑下的物体的规律h∝t2推广到落体运动，从而得出结论．
答案：C 栏目链接考点2 实验探究利用“牛顿管”探究自由落体运动
1．实验现象．
(1)有时重的物体比轻的物体下落得快．例如：果实比树叶下落得快．
(2)有时重的物体比轻的物体下落得慢．例如：细沙比一张厚纸片下落得快．
(3)有时轻重不同的物体下落一样快．例如：大小不同的实心铁球下落快慢几乎一样．
栏目链接2．猜想．
(1)物体下落的快慢与物体的重量无关．
(2)轻重物体下落快慢的不同是由于空气阻力的缘故．
3．实验验证：探究牛顿管内羽毛和金属片下落的情况．
(1)先让学生观察羽毛和金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落的情况，看到它们几乎同时落到管底． 栏目链接(2)打开进气阀，让学生注意听到进气的声音，看羽毛被气流吹起的现象，再让学生观察羽毛、金属片在有空气的牛顿管中同时开始下落，它们的下落快慢差别很大．
(3)实验时，注意勿使金属片压在羽毛上，以免不抽气时出现同时下落的现象．
(4)以最快的速度倒立玻璃管，避免金属片还没有等管竖立起来就沿着玻璃壁下滑．
栏目链接4．实验结论．
(1)有空气时，羽毛和金属片下落快慢不同，金属片下落快，羽毛下落慢，说明空气对羽毛的运动影响大．
(2)抽真空后，羽毛和金属片下落快慢相同，说明在没有空气阻力影响的情况下，两物体下落时的运动情况完全相同；即在真空中，任何物体从同一位置下落后的运动都是相同的，和物体的大小、轻重、形状等都无关．
栏目链接例2 在真空中，将羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放，并拍下频闪照片，下列频闪照片符合事实的是( ) 栏目链接 栏目链接变 式
练 习2．牛顿管实验中，有空气的和抽掉空气的两根管中的钱币和羽毛下落情况不同，这个实验说明了( )
A．真空管中的羽毛比有空气管中的羽毛受到的重力大
B．羽毛比钱币下落慢的原因是由于羽毛受到空气阻力作用，钱币不受空气阻力
栏目链接变 式
练 习C．羽毛比钱币下落慢的原因是因为羽毛受到的空气阻力和羽毛的重力相比较大，影响了羽毛的下落
D．所有物体如果不受空气阻力，只在重力作用下，在同一地方由静止释放，下落的快慢均一样
栏目链接变 式
练 习解析：在牛顿管实验中，我们发现任何物体在不受空气阻力作用时下落的快慢是一样的，所以，D对；羽毛的重力不受空气阻力有无影响，故A错；钱币受空气阻力要比其重力小多，空气阻力对钱币运动的影响较小，而羽毛受空气阻力比其重力差不多，空气阻力对羽毛的运动影响较大，因此，B错，C错．
答案：D
栏目链接考点2 对自由落体运动的理解1．定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动．
自由落体运动是一种理想运动，在实际问题中有空气时，物体的密度不太小，速度不太大(H不太高)，可以近似看成是自由落体运动．
结论：不同物体做自由落体运动，它们的运动情况是相同的．
栏目链接2．物体做自由落体运动的条件．
(1)只受重力作用．
(2)从静止开始．
3．自由落体运动的特点．
(1)自由落体运动的轨迹是一条直线，说明物体做自由落体运动的方向是不变的．
(2)在任意连续相等的相邻时间间隔内位移增大说明做自由落体运动的物体的速度增大，具有加速度．
栏目链接 栏目链接例3 1971年7月26日发射的阿波罗－15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，出现的现象是(月球上是真空)( )
A．羽毛先落地，铁锤后落地
B．铁锤先落地，羽毛后落地 栏目链接C．铁锤和羽毛都做自由落体运动，重力加速度为9.8 m/s2
D．铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地
栏目链接解析：因为月球上没有空气，所以铁锤和羽毛的运动情况完全相同．但其加速度不等于9.8 m/s2.
答案：D
栏目链接变 式
练 习3．(双选)小红同学摇动苹果树，从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面，苹果先着地，下面说法中正确的是( )
A．苹果和树叶做的都是自由落体运动
B．苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动
C．苹果的运动可看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动
D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地
栏目链接变 式
练 习解析：由于苹果受空气阻力影响较小，故可看成自由落体运动；而树叶受空气阻力影响较大，则不能看成自由落体运动；故A、B错，C对；若没有空气影响，则苹果和树叶将同时落地，则D对．
答案：CD 栏目链接
