2019版新教材物理人教版必修第一册学案：2.4自由落体运动 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 2019版新教材物理人教版必修第一册学案：2.4自由落体运动 Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 24.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-17 10:28:04 | ||
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文档简介
第4节 自由落体运动
1．自由落体运动
(1)对自由落体运动的两种观点
①亚里士多德的错误观点：物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。
②伽利略的观点：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。
(2)伽利略的科学方法：通过逻辑推理发现问题，进行猜想，得出结论，最后用实验证实结论。伽利略这种推理与实验相结合的方法为物理学的研究奠定了基础。
(3)定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
(4)条件：物体只受重力，且初速度为零。
(5)理解：自由落体运动只在真空中才能发生。在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。
2．自由落体加速度
(1)定义：实验表明，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)重力加速度的特点
①方向：重力加速度是一个矢量，其方向竖直向下。
②大小：重力加速度的大小随纬度和高度的变化而变化，在赤道处最小，在两极处最大，随着纬度的增高而增大，随着高度的增加而减小。在一般的计算中，g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。
(3)自由落体运动的规律：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，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。
①基本规律：速度与时间的关系：v＝gt；位移与时间的关系：h＝gt2；速度与位移的关系：v2＝2gh。
②重要推论：平均速度公式：＝＝；连续相等时间的位移之差：Δh＝gT2。
典型考点一 对自由落体运动的理解
1．(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动
C．物体只在重力的作用下从静止开始的运动叫自由落体运动
D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动
答案 BCD
解析 物体竖直向下的运动可以加速、减速，也可以是匀速，故A错误；自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始的运动，故C正确；自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动，故B正确；如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作自由落体运动，故D正确。
典型考点二 自由落体加速度
2．(多选)关于重力加速度g，下列说法正确的是( )
A．重的物体g大
B．同一地点，轻、重物体的g值一样大
C．g值在任何地方都一样大
D．赤道处的g值小于北极处的g值
答案 BD
解析 重力加速度g与物体质量无关，故A错误；在同一地点，轻、重物体的重力加速度g相同，故B正确；重力加速度随着纬度的升高而增大，g值在赤道处小于北极处，故C错误，D正确。
典型考点三 自由落体运动规律的应用
3．甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高H、2H处同时自由落下(H足够大，且忽略其对g值的影响)，下列说法正确的是( )
A．同一时刻甲的速度比乙大
B．下落1 m时，甲、乙的速度相同
C．下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍
D．在自由下落的全过程，两球平均速度大小相等
答案 B
解析 因为甲、乙两球同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，任意时刻的速度为v＝gt，所以两球下落过程中，在同一时刻速度相等，故A、C错误；根据公式v2＝2gh，下落1 m时，甲、乙的速度相同，故B正确；二者高度不同，由t＝可知下落时间不等，由＝知平均速度不同，故D错误。
4．从离地面500 m的空中由静止开始自由落下一个小球，g取10 m/s2，求：
(1)小球经过多长时间落到地面；
(2)小球最后1 s内的位移；
(3)小球下落一半时间的位移。
答案 (1)10 s (2)95 m (3)125 m
解析 (1)由h＝gt2得落地时间
t＝＝ s＝10 s。
(2)前9 s内的位移
h′＝gt′2＝×10×92 m＝405 m。
所以最后1 s内的位移为
x＝h－h′＝500 m－405 m＝95 m。
(3)下落一半时间的位移为
＝g2＝×10×2 m＝125 m。
5.有一条竖直悬挂起来的长为4.2 m的细杆AB，在杆的正下方离B端0.8 m的地方有一个水平放置的圆环C，如图所示，若让杆自由下落，求：(g取10 m/s2)
(1)从杆下落开始，上端A及下端B到达圆环所经历的时间；
(2)AB杆通过圆环的过程中所用的时间。
答案 (1)1.0 s 0.4 s (2)0.6 s
解析 (1)杆下落过程中，做自由落体运动。
杆的A点到达圆环的过程中，hA＝gt，
杆的B点到达圆环的过程中，hB＝gt，
其中，hA＝5.0 m，hB＝0.8 m，
解得tA＝1.0 s，tB＝0.4 s。
(2)杆通过圆环的过程中所用的时间t＝tA－tB＝0.6 s。
1．自由落体运动
(1)对自由落体运动的两种观点
①亚里士多德的错误观点：物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。
②伽利略的观点：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。
(2)伽利略的科学方法：通过逻辑推理发现问题，进行猜想，得出结论，最后用实验证实结论。伽利略这种推理与实验相结合的方法为物理学的研究奠定了基础。
(3)定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
(4)条件：物体只受重力，且初速度为零。
(5)理解：自由落体运动只在真空中才能发生。在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。
2．自由落体加速度
(1)定义：实验表明，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)重力加速度的特点
①方向：重力加速度是一个矢量，其方向竖直向下。
②大小：重力加速度的大小随纬度和高度的变化而变化，在赤道处最小，在两极处最大，随着纬度的增高而增大，随着高度的增加而减小。在一般的计算中，g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。
(3)自由落体运动的规律：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，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。
①基本规律：速度与时间的关系：v＝gt；位移与时间的关系：h＝gt2；速度与位移的关系：v2＝2gh。
②重要推论：平均速度公式：＝＝；连续相等时间的位移之差：Δh＝gT2。
典型考点一 对自由落体运动的理解
1．(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动
C．物体只在重力的作用下从静止开始的运动叫自由落体运动
D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动
答案 BCD
解析 物体竖直向下的运动可以加速、减速，也可以是匀速，故A错误；自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始的运动，故C正确；自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动，故B正确；如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作自由落体运动，故D正确。
典型考点二 自由落体加速度
2．(多选)关于重力加速度g，下列说法正确的是( )
A．重的物体g大
B．同一地点，轻、重物体的g值一样大
C．g值在任何地方都一样大
D．赤道处的g值小于北极处的g值
答案 BD
解析 重力加速度g与物体质量无关，故A错误；在同一地点，轻、重物体的重力加速度g相同，故B正确；重力加速度随着纬度的升高而增大，g值在赤道处小于北极处，故C错误，D正确。
典型考点三 自由落体运动规律的应用
3．甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高H、2H处同时自由落下(H足够大，且忽略其对g值的影响)，下列说法正确的是( )
A．同一时刻甲的速度比乙大
B．下落1 m时，甲、乙的速度相同
C．下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍
D．在自由下落的全过程，两球平均速度大小相等
答案 B
解析 因为甲、乙两球同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，任意时刻的速度为v＝gt，所以两球下落过程中，在同一时刻速度相等，故A、C错误；根据公式v2＝2gh，下落1 m时，甲、乙的速度相同，故B正确；二者高度不同，由t＝可知下落时间不等，由＝知平均速度不同，故D错误。
4．从离地面500 m的空中由静止开始自由落下一个小球，g取10 m/s2，求：
(1)小球经过多长时间落到地面；
(2)小球最后1 s内的位移；
(3)小球下落一半时间的位移。
答案 (1)10 s (2)95 m (3)125 m
解析 (1)由h＝gt2得落地时间
t＝＝ s＝10 s。
(2)前9 s内的位移
h′＝gt′2＝×10×92 m＝405 m。
所以最后1 s内的位移为
x＝h－h′＝500 m－405 m＝95 m。
(3)下落一半时间的位移为
＝g2＝×10×2 m＝125 m。
5.有一条竖直悬挂起来的长为4.2 m的细杆AB，在杆的正下方离B端0.8 m的地方有一个水平放置的圆环C，如图所示，若让杆自由下落，求：(g取10 m/s2)
(1)从杆下落开始，上端A及下端B到达圆环所经历的时间；
(2)AB杆通过圆环的过程中所用的时间。
答案 (1)1.0 s 0.4 s (2)0.6 s
解析 (1)杆下落过程中，做自由落体运动。
杆的A点到达圆环的过程中，hA＝gt，
杆的B点到达圆环的过程中，hB＝gt，
其中，hA＝5.0 m，hB＝0.8 m，
解得tA＝1.0 s，tB＝0.4 s。
(2)杆通过圆环的过程中所用的时间t＝tA－tB＝0.6 s。