2017-2018學(xué)年高中物理 第章 勻變速直線運動的研究 第節(jié) 勻變速直線運動實例——自由落體運動教學(xué)案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3節(jié) 勻變速直線運動實例自由落體運動1。伽利略通過邏輯推理，否定了亞里士多德的落體理論，提出了自由落體運動是一種勻變速運動。2自由落體運動是初速度為零只受重力作用的勻變速直線運動,加速度為重力加速度g，方向豎直向下。3重力加速度的大小和緯度有關(guān)，緯度越高，重力加速度越大，計算時g一般取9。8 m/s2，估算時可取10 m/s2.4自由落體運動的問題可用初速度為零的勻變速直線運動的規(guī)律來解決。一、自由落體運動的特點1實驗探究牛頓管實驗（1）當(dāng)玻璃管內(nèi)有空氣時，紙片比硬幣下落慢得多。（2）抽去玻璃管內(nèi)部分空氣，紙片比硬幣下落得還是慢，但落地時間相差變小。（3)繼續(xù)抽取玻

2、璃管內(nèi)的空氣，使其接近真空，紙片與硬幣下落的快慢幾乎一樣。2自由落體運動定義物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動條件（1)初速度為零；（2)只受重力作用性質(zhì)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動二、自由落體運動的加速度1自由落體加速度(1)定義：物體自由下落時的加速度來自地球和物體之間的萬有引力，也稱為重力加速度,用字母g表示。(2)大小在地球上同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同；隨著緯度升高，重力加速度增大，而同一地區(qū)高度越大，重力加速度越小,但變化都不大；一般的計算中,通常g取9.8 m/s2， 在估算時，g還可以取10_m/s2.（3)方向：地球上重力加速度的方向總是豎直向下.

3、2自由落體運動的公式（1）自由落體的特點：v00，ag。(2）速度公式：vtgt。(3)位移公式：hgt2.（4)速度位移關(guān)系式：vt22gh。三、自由落體運動規(guī)律探索的回眸1伽利略的貢獻(xiàn)(1)從邏輯推理上否定了亞里士多德關(guān)于重物體下落得快、輕物體下落得慢的論斷。（2)提出了“自由落體運動是一種最簡單的變速運動-勻變速直線運動的假說.(3）在當(dāng)時的實驗條件下測量短時間是有困難的，伽利略采用了間接驗證的方法：運用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出初速度為零的勻變速直線運動應(yīng)有st2。2斜面實驗3伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法-數(shù)學(xué)推理和實驗研究相結(jié)合。1自主思考判一判（1)從靜止開始下落的運動都可看成自由落體運動

4、.（)(2)鋼球在空中由靜止開始自由下落可看成自由落體運動。（）（3)質(zhì)量大的物體下落時一定能看成自由落體運動.（)（4)物體只在重力作用下的下落運動就是自由落體運動.()（5）自由落體運動是勻加速直線運動.（)（6）在同一地點,質(zhì)量不同的物體,重力加速度不相同.(）2合作探究議一議(1)如果忽略空氣阻力的影響，為什么質(zhì)量不同的物體,在同一高度由靜止下落必定同時落地？提示：忽略空氣阻力的影響，物體都做自由落體運動，由hgt2可知，下落時間相同。(2）你能整理一下伽利略探索自由落體運動的基本思路嗎?提示:發(fā)現(xiàn)問題科學(xué)猜想數(shù)學(xué)推理實驗驗證合理外推得出結(jié)論。 （3)如圖3。3.1所示是一個蘋果自由下

5、落過程中每隔相等時間t拍攝到的照片，圖片的左邊是一只毫米刻度尺,你可以根據(jù)照片獲得蘋果運動的哪些信息？圖3。3.1提示:從照片上可以直接看出不同時刻蘋果所處的位置；根據(jù)蘋果各位置之間的距離、頻閃照相的時間間隔，計算出蘋果下落的加速度及蘋果在某一位置的瞬時速度；判斷蘋果是否做自由落體運動.自由落體運動的理解1自由落體運動是一種理想模型。當(dāng)自由下落的物體所受的空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時，物體的運動才可以視為自由落體運動。如空氣中石塊的下落可以看做自由落體運動，空氣中羽毛的下落不能看做自由落體運動。2運動圖像：自由落體運動的v.t圖像是一條過原點的傾斜直線，斜率kg。3物體在其他星球上也可以做自由落體運動

6、，但下落的加速度與在地球表面下落的加速度不同。1關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是(）a從靜止開始下落的物體一定做自由落體運動b若空氣阻力不能忽略，則一定是重的物體下落得快c物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動d只要空氣阻力的作用比較小，物體由靜止開始的下落可視為自由落體運動解析:選c自由落體運動是指從靜止開始，只在重力作用下的運動。但當(dāng)空氣阻力的作用比較小，與物體的重力相比可以忽略不計時，物體由靜止開始的下落可視為自由落體運動,a、d錯誤，c正確；當(dāng)空氣阻力不能忽略時，重的物體也不一定下落得快，例如1 g 的小鋼球就比1 kg的羽毛下落得快，b錯誤。2關(guān)于自由落體運動，以下

7、說法正確的是(）a質(zhì)量大的物體做自由落體運動的加速度大b從水平飛行著的飛機上釋放的物體將做自由落體運動c雨滴下落的過程做自由落體運動d從水龍頭上滴落的水滴的下落過程,可近似看做自由落體運動解析:選d所有物體在同一地點的重力加速度相等,與物體的質(zhì)量大小無關(guān)，故選項a錯誤；從水平飛行著的飛機上釋放的物體，由于慣性而具有水平初速度，不做自由落體運動，故選項b錯誤;雨滴下落的過程所受空氣阻力與速度大小有關(guān)，速度增大時阻力增大，雨滴的速度增大到一定值時，阻力與重力相比不可忽略，不能認(rèn)為是自由落體運動，故選項c錯誤；水龍頭上滴落的水滴所受空氣阻力和重力相比可忽略不計,可認(rèn)為只受重力作用，故選項d正確。3在

8、真空中，將蘋果和羽毛同時從同一高度由靜止釋放,下列頻閃照片中符合事實的是（)解析：選c由于蘋果和羽毛從同一高度同時下落，故任意時刻都在同一高度,且是加速，故頻閃間距不斷變大，故c正確。自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用1自由落體運動的基本規(guī)律勻變速直線運動自由落體運動速度公式vtv0atvtgt位移公式sv0tat2hgt2速度位移關(guān)系式vt2v022asvt22gh2自由落體運動的幾個推論勻變速直線運動自由落體運動中間時刻的速度vv中間位置的速度v vgt位移差公式sat2hgt23自由落體運動的幾個比例（初速度為零的勻加速直線運動均適用）（1）第1 s末，第2 s末,第3 s末，第 n s末速度之比為

9、123n。（2)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為135（2n1)。(3)連續(xù)相等位移所用時間之比為1（1)（）(). 典例每隔一定時間就有一滴水從屋檐滴下，當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高 1 m的窗子的上下沿，如圖33。2所示。（取g10 m/s2）試求：圖3。3。2(1)滴水的時間間隔是多少?(2)此屋檐離地面多高?審題指導(dǎo)(1）雨滴的運動可看成自由落體運動，且加速度取g10 m/s2。(2）雨滴的運動是勻變速直線運動,可采用公式法、推論法及比例法計算。解析方法一利用基本規(guī)律求解(1）設(shè)屋檐離地面高為h,滴水的時間間隔為t.由hgt2得第2滴水的位移h2g(3t

10、)2第3滴水的位移h3g（2t）2又h2h31 m聯(lián)立三式，解得t0。2 s。(2）屋檐離地高度hg(4t)210（40.2)2 m3.2 m。方法二用比例法求解由于水滴下落的時間間隔相等，則相鄰兩水滴之間的間距從上到下依次可設(shè)為h0、3h0、5h0、7h0，如圖所示。顯然，窗高為5h0，即5h01 m,得h00。2 m，屋檐離地高度hh03h05h07h03。2 m。由hgt2知，滴水的時間間隔為t s0。2 s。方法三:用平均速度求解（1）設(shè)滴水的時間間隔為t，窗高h(yuǎn)1 m，則水滴經(jīng)過窗子過程中的平均速度為 ，由vtgt知,水滴下落2.5t時的速度為v2.5gt，由于v,故有2.5gt，解

11、得t0.2 s。（2）屋檐離地高度hg（4t）23.2 m。答案（1)0。2 s（2)3.2 m應(yīng)用自由落體運動規(guī)律解題的思路和方法(1)首先將題目中的日常生活信息進(jìn)行加工處理，選擇有用的已知信息,排除干擾因素。(2)在分析信息的基礎(chǔ)之上進(jìn)行科學(xué)的模型抽象，建立物理模型，將實際問題轉(zhuǎn)化為理想的物理過程。(3）根據(jù)已知條件和自由落體運動模型遵循的物理規(guī)律,選擇準(zhǔn)確的物理公式列方程,代入數(shù)值求解.1物體從某一高度自由下落，第1 s內(nèi)就通過了全程的一半，物體還要下落多少時間才會落地()a1 sb1。5 sc. s d(1）s解析：選d利用自由落體運動的位移時間關(guān)系式hgt2知，物體通過全程所需時間為

12、t1,自開始至通過全程的一半所需時間為t21 s，物體還要下落的時間tt1t2（1）(1)s，故d正確。2（多選）甲、乙兩物體質(zhì)量之比為m甲m乙31,甲從h高處自由下落，乙從2h高處同時自由下落，不計空氣阻力，以下說法正確的是（）a在甲落地之前,同一時刻甲的速度比乙的速度大b在甲落地之前，同一時刻兩物體的速度相等c甲落地時,乙距地面的高度為hd甲、乙在空中運動的時間之比為12解析：選bc根據(jù)vgt可知,落地前甲的速度等于乙此時的速度,故a錯誤,b正確；甲、乙同時由靜止開始下落,根據(jù)hgt2可知，甲落地前甲、乙下落高度相同，故乙距地面的高度為h，故c正確；根據(jù)hgt2可知，下落時間之比為1,故d

13、錯誤.3從離地500 m的空中由靜止開始自由落下一個小球，忽略空氣阻力，g取10 m/s2，求：(1)經(jīng)過多少時間小球落到地面；（2）從開始下落的時刻起，小球在第1 s內(nèi)的位移和最后1 s內(nèi)的位移；(3）落下一半時間的位移.解析：（1）由sgt2，得落地時間ts10 s。(2）第1 s內(nèi)的位移：s1gt121012 m5 m;因為從開始運動起前9 s內(nèi)的位移為：s9gt921092 m405 m，所以最后1 s內(nèi)的位移為:sss9500 m405 m95 m。(3）落下一半時間即t5 s，其位移為sgt21025 m125 m.答案:（1）10 s（2)5 m95 m（3）125 m 1伽利略

14、對自由落體運動的研究是科學(xué)實驗和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖1所示,可大致表示其實驗和思維的過程，對這一過程的分析,下列說法正確的是（）圖1a甲、乙、丙、丁圖都是實驗現(xiàn)象b丁圖是實驗現(xiàn)象，甲、乙、丙圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論c運用丁圖的實驗，可“放大”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯d運用甲圖的實驗，可“沖淡”重力的作用,使實驗現(xiàn)象更明顯解析：選d甲、乙、丙三個圖都是實驗現(xiàn)象，采用斜面的目的是“沖淡重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯，采用不同傾角的斜面，是為了觀察小球運動的規(guī)律,形成外推的實驗基礎(chǔ)，丁圖是在甲、乙、丙圖的基礎(chǔ)上經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論，選項d正確。2(多選)關(guān)于自由落體運動和重力加速度，下

15、列說法正確的是(）a重力加速度g是標(biāo)量,只有大小，沒有方向,通常取g9。8 m/s2b在地面上的不同地方，g的大小不同，但相差不是很大c地球上的同一地點，一切物體做自由落體運動的加速度都相同d自由落體運動的初速度為零解析:選bcd重力加速度g是矢量,方向豎直向下，在一般計算中取g9.8 m/s2,a錯誤；在地球表面同一地點，重力加速度相同，不同地點重力加速度一般不同，但相差不大，b、c正確；初速度為零是自由落體運動的特點，d正確。3伽利略以前的學(xué)者認(rèn)為，物體越重，下落越快.伽利略等一些物理學(xué)家否定了這種看法。在一高塔頂端同時釋放一片羽毛和一個玻璃球，玻璃球先于羽毛到達(dá)地面,這主要是因為()a它

16、們的質(zhì)量不同b它們的密度不同c它們的材料不同d它們所受的空氣阻力的影響不同解析：選d羽毛下落時空氣阻力不能忽略，玻璃球下落時空氣阻力可以忽略。當(dāng)物體初速度為零，只受重力或空氣阻力相對重力忽略不計時,其運動可視為自由落體運動。玻璃球先于羽毛到達(dá)地面，這主要是因為羽毛受到的空氣阻力不能忽略的緣故，故d正確。4甲、乙兩物體從同一地點同一高度處同時自由下落，甲所受的重力是乙的3倍，則下列說法正確的是(）a甲比乙先著地b甲比乙的加速度大c甲、乙同時著地 d無法確定誰先著地解析:選c在同一地點，做自由落體運動的物體下落的快慢與重力無關(guān)，只要高度相同，落地時間就相同.5某人估測一豎直枯井深度，從井口靜止釋放

17、一石頭并開始計時,經(jīng)2 s聽到石頭落底聲，由此可知井深約為（不計聲音傳播時間，重力加速度g取10 m/s2）()a10 mb20 mc30 md40 m解析:選bhgt21022 m20 m，由此可知井深約為20 m。6一個做自由落體運動的物體,下落速度v值隨時間t變化的圖像如圖所示，其中正確的是（)解析:選d根據(jù)自由落體運動的速度公式vtgt，可知選項d正確.7(多選）有一直升機停在200 m高的空中靜止不動，有一乘客從窗口每隔1 s由靜止釋放一個鋼球，則關(guān)于鋼球在空中的排列情況，下列說法正確的是()a相鄰鋼球間距離相等b越靠近地面，相鄰鋼球間的距離越大c在落地前，早釋放的鋼球速度總是比晚釋

18、放的鋼球速度大d早釋放的鋼球落地時的速度大解析：選bc由vt知，下落時間越長速度越大；由st2知，下落的時間越長,下落的高度越大，又因為物體的運動速度越大，相等時間內(nèi)發(fā)生的位移越大，所以越靠近地面,鋼球間距離越大；又因為鋼球從同樣高度釋放，雖然釋放順序不同，落地先后不同,但在空中運動的時間相等，故落地時的速度也相同。b、c正確。81971年7月26號發(fā)射的阿波羅。15號飛船首次把一輛月球車送上月球，美國宇航員斯科特駕駛月球車行駛28公里，并做了一個落體實驗：在月球上的同一高度同時釋放羽毛和鐵錘如圖2所示,出現(xiàn)的現(xiàn)象是（月球上是真空)（)圖2a羽毛先落地,鐵錘后落地b鐵錘先落地，羽毛后落地c鐵錘

19、和羽毛都做自由落體運動，重力加速度為9。8 m/s2d鐵錘和羽毛都做自由落體運動，同時落地解析：選d月球上是真空,羽毛和鐵錘均做自由落體運動，它們應(yīng)同時落地，故a、b錯誤，d正確；但月球上的重力加速度不等于9。8 m/s2,故c錯誤。9一石塊從20 m高的樓頂由靜止自由落下，不計空氣阻力，g取10 m/s2.關(guān)于石塊的下落過程，下列說法中正確的是(）a石塊經(jīng)2。0 s落至地面b石塊落至地面前瞬間的速度為10 m/sc石塊下落第1 s末的速度為5 m/sd石塊第1 s內(nèi)下落的高度為10 m解析：選a由hgt2得石塊落至地面的時間t s2。0 s，a正確；由vt22gh得石塊落至地面前瞬間的速度v

20、t m/s20 m/s，b錯誤；石塊下落第1 s末的速度v1gt1101 m/s10 m/s，c錯誤；石塊第1 s內(nèi)下落的高度h1gt121012 m5 m，d錯誤。10古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為，重的物體比輕的物體下落得快.這符合人們的常識，如玻璃彈子就比羽毛落得快。其實古代時我國也出現(xiàn)過這種故事：如圖3所示，傳說三國時期，周倉欲與關(guān)羽比力氣，關(guān)羽說你能把一根稻草丟過河嗎？周倉多次試丟未成，反問關(guān)羽，關(guān)羽隨手將一梱稻草輕易丟過了河，令周倉折服。這個故事真能說明關(guān)羽臂力過人嗎？為什么?圖3答案：這個故事不能說明關(guān)羽臂力過人。因為一根稻草在空中運動時,受到空氣阻力對它運動的影響比較大,起到了決定

21、性的作用，不能忽略不計；而一捆稻草在空中運動時,空氣的阻力對它運動的影響比較小，起次要作用.11一顆自由下落的小石頭，經(jīng)過某點時的速度是9。8 m/s,經(jīng)過另一點時的速度是39.2 m/s，求這兩點間的距離和經(jīng)過這段距離所用的時間。解析:小石頭自由下落是自由落體運動。設(shè)兩點的距離為h，經(jīng)過的時間為t。則v22v122ghv2v1gt將v239。2 m/s，v19。8 m/s,g9。8 m/s2代入兩式得h73。5 m,t3 s答案：73.5 m3 s12宇航員的一個重要訓(xùn)練科目是低空跳傘，當(dāng)飛機離地面224 m時，宇航員離開飛機在豎直方向做自由落體運動。運動一段時間后，立即打開降落傘，打開傘后

22、宇航員以12。5 m/s2的加速度勻減速下降.為了宇航員的安全，要求宇航員落地速度最大不得超過5 m/s，g取10 m/s2.求：(1）宇航員打開傘時，離地面的高度至少為多少;(2)宇航員著地時相當(dāng)于從多高處自由落下。解析：（1）宇航員的運動示意圖如圖所示。對bc段：設(shè)b點速度為v，則有h對ab段：宇航員做自由落體運動，有hh聯(lián)立式代入數(shù)值解得h99 m。即宇航員打開傘時，離地面的高度至少為99 m。(2）由題意得h m1.25 m。即宇航員著地時相當(dāng)于從1。25 m高處自由落下。答案：(1）99 m（2）1.25 m勻變速直線運動的規(guī)律及其應(yīng)用1（多選）一物體從一行星表面某高度處自由下落(不

23、計表層大氣阻力）。自開始下落計時，得到物體離該行星表面的高度s隨時間t變化的圖像如圖1所示,則（）圖1a行星表面重力加速度大小為8 m/s2b行星表面重力加速度大小為10 m/s2c物體落到行星表面時的速度大小為20 m/sd物體落到行星表面時的速度大小為25 m/s解析:選ac由圖中可以看出物體從s25 m處開始下落，在空中運動了t2。5 s到達(dá)行星表面,根據(jù)sgt2，可以求出星體表面的重力加速度g8 m/s2，故選項a正確;根據(jù)運動學(xué)公式可以算出物體落地時速度vgt20 m/s，故選項c正確。2(多選）由靜止開始做勻加速直線運動的汽車，第1 s內(nèi)通過的位移為0.4 m，以下說法正確的是()

24、a第1 s末的速度為0.8 m/sb加速度為0.8 m/s2c第2 s內(nèi)通過的位移為1。2 md前2 s內(nèi)通過的位移為1。2 m解析:選abc設(shè)加速度為a，則由sat2得a0。8 m/s2,所以第1 s末的速度v10.8 m/s，第2 s內(nèi)通過的位移為s20。822 m0。812 m1.2 m，故選項a、b、c正確。3一輛汽車以20 m/s的速度做勻速直線運動，某時刻關(guān)閉發(fā)動機后做勻減速直線運動，加速度大小為5 m/s2，則關(guān)閉發(fā)動機后通過37.5 m所需的時間為(）a3 sb4 sc5 sd6 s解析:選a汽車做勻減速直線運動,根據(jù)位移公式sv0tat2，代入數(shù)據(jù)解得t3 s或t5 s（舍去

25、),故選項a正確。4(多選）一輛汽車沿著一條平直的公路行駛，公路旁邊有與公路平行的一行電線桿，相鄰電線桿間的距離均為50 m。取汽車駛過某一根電線桿的時刻為零時刻，此電線桿作為第1根電線桿，此時刻汽車行駛的速度大小為v05 m/s,假設(shè)汽車的運動為勻加速直線運動,10 s末汽車恰好經(jīng)過第3根電線桿,則下列說法中正確的是（）a汽車運動的加速度大小為1 m/s2b汽車?yán)^續(xù)行駛，經(jīng)過第7根電線桿時的瞬時速度大小為25 m/sc汽車在第3根至第7根電線桿間運動的時間為20 sd汽車在第3根至第7根電線桿間運動的平均速度為20 m/s解析：選abd由sv0tat2可得汽車運動的加速度大小為1 m/s2，

26、選項a正確；由vt2v022as可得汽車經(jīng)過第7根電線桿時的瞬時速度大小為25 m/s，選項b正確；由vtv0at可得汽車在第1根至第7根電線桿間運動的時間為20 s，所以汽車在第3根至第7根電線桿間運動的時間為10 s，選項c錯誤;由可得汽車在第3根至第7根電線桿間運動的平均速度為20 m/s，選項d正確。5一個做勻加速直線運動的物體，先后經(jīng)過相距為s的a、b兩點時的速度分別為v和7v，從a到b的運動時間為t，則下列說法不正確的是()a經(jīng)過ab中點的速度為4vb經(jīng)過ab中間時刻的速度為4vc通過前位移所需時間是通過后位移所需時間的2倍d前時間通過的位移比后時間通過的位移少1。5 vt解析：選

27、a由勻變速直線運動的規(guī)律得，物體經(jīng)過ab中點的速度為v5v,a錯誤；物體經(jīng)過ab中間時刻的速度為v4v，b正確；通過前位移所需時間t1，通過后位移所需時間t2，c正確;前時間通過的位移s1vt，后時間內(nèi)通過的位移s2vt,ss2s11.5 vt，d正確。6(多選)如圖2所示，光滑斜面被分成四個長度相等的部分,一個物體由a點靜止釋放，下面結(jié)論中正確的是（)圖2a物體到達(dá)各點的速度vbvcvdve12b物體到達(dá)各點所經(jīng)歷的時間tbtctdte12c物體從a到e的平均速度vbd通過每一部分時，其速度增量均相等解析：選abc設(shè)每一部分的長度為s,根據(jù)vt2v022as得vb22as，vc22a2s，v

28、d22a3s,ve22a4s，所以vbvcvdve12，a正確；根據(jù)sat2得tb，tc，td，te，所以tbtctdte12，b正確;從a到e的平均速度等于中間時刻的速度，從a到e的時間為te,中間時刻為tetb所以vb，c正確；由vb、vc、vd、ve的大小知每一部分的速度增量不相等，d錯誤。7（多選)跳傘運動員從350 m高空跳傘后，開始一段時間由于傘沒打開而做自由落體運動,傘張開（張開時間不計）后做加速度為2 m/s2的勻減速直線運動，到達(dá)地面時的速度為4 m/s，取g10 m/s2,則下列說法正確的是()a跳傘運動員做自由落體運動過程中的下落高度約為59 mb跳傘運動員打開傘時的速度

29、為43 m/sc跳傘運動員加速運動時間約為3。4 sd跳傘運動員在312 m高處打開降落傘解析：選ac設(shè)跳傘運動員打開傘時的速度為v，取豎直向下為正方向，則運動員自由下落的高度h1，勻減速下落的高度為h2，又h1h2350 m,由以上三式得v34.35 m/s，h159 m.由vgt得加速時間t3。435 s，h2350 m59 m291 m，故a、c正確。8（多選)如圖3所示，將一小球從豎直磚墻的某位置由靜止釋放，用頻閃照相機在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3所示的小球運動過程中每次曝光時的位置。已知連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為t，每塊磚的厚度均為d。根據(jù)圖中的信息，下列判斷正確的是（

30、)圖3a位置1是小球釋放的初始位置b位置1不是小球釋放的初始位置c小球下落的加速度為d小球在位置3的速度為解析:選bcd小球做自由落體運動,從靜止開始運動的連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為1357,而題圖中位移之比為2345，故位置1不是小球釋放的初始位置,選項a錯誤，b正確；由sat2知a,選項c正確；v3，選項d正確。9汽車剎車進(jìn)站,以初速v020 m/s做勻減速直線運動，經(jīng)過s130 m時，速度減為初速度的一半。求：（1)汽車做勻減速直線運動時的加速度a大?。唬?）汽車從剎車到停下來的總時間t1;（3）從剎車開始，經(jīng)過t210 s時汽車經(jīng)過的位移s2。解析:(1）由vt2v022as可知，2v

31、022as1所以a m/s25 m/s2.(2）由vtv0at1可知，0v0at1代入數(shù)據(jù)得：t1 s4 s。(3)t2t1,故t2時車早已停下，則0v022as2解得s240 m。答案：(1)5 m/s2(2)4 s(3）40 m10一列從車站開出的火車,在平直軌道上做勻加速直線運動,已知這列火車的長度為l,火車頭經(jīng)過某路標(biāo)時的速度為v1，而火車尾經(jīng)過此路標(biāo)時的速度為v2，求：(1）火車的加速度a；（2)火車中點經(jīng)過此路標(biāo)時的速度v；（3）整列火車通過此路標(biāo)所用的時間t。解析：（1）從火車頭經(jīng)過路標(biāo)到火車尾經(jīng)過此路標(biāo)，火車的位移sl,由速度與位移的關(guān)系v22v122as得a。(2)從火車頭經(jīng)

32、過路標(biāo)到火車中點經(jīng)過此路標(biāo)，有v2v122a，從火車中點經(jīng)過路標(biāo)到火車尾經(jīng)過此路標(biāo)，有v22v22a,聯(lián)立兩式，得v。(3）火車通過此路標(biāo)的過程中，由位移公式lt，得t即整列火車通過此路標(biāo)所用時間為。答案：（1)(2） （3)11某機場大道一路口，有按倒計時顯示的時間顯示燈.設(shè)一輛汽車在平直路面上以36 km/h的速度朝該路口停車線勻速行駛，在車頭前端離停車線70 m處司機看到前方綠燈剛好顯示“5”。交通規(guī)則規(guī)定：綠燈結(jié)束時車頭已越過停車線的汽車允許通過。(1）若不考慮該路段的限速，司機的反應(yīng)時間為1 s，司機想在剩余時間內(nèi)使汽車做勻加速運動通過停車線，則汽車的加速度至少為多大？（2)若該路段

33、限速60 km/h，司機的反應(yīng)時間為1 s，司機反應(yīng)過來后汽車先以2 m/s2的加速度加速3 s，為了防止超速，司機在加速結(jié)束時立即踩剎車使汽車做勻減速滑行，結(jié)果車頭前端與停車線相齊時剛好停下，求剎車后汽車加速度的大?。ńY(jié)果保留兩位有效數(shù)字).解析:(1)汽車速度v036 km/h10 m/s,司機的反應(yīng)時間為t11 s，在司機的反應(yīng)時間內(nèi)汽車通過的位移為s1v0t110 m汽車加速的時間t25 st14 s加速過程的位移最小為s270 ms160 m又s2v0t2at22代入數(shù)據(jù)解得加速度a2。5 m/s2故汽車的加速度至少為2.5 m/s2。(2)汽車加速結(jié)束時通過的位移為s3v0t1v0

34、t3a1t3249 m此時汽車離停車線的距離為s470 ms321 m汽車的速度為vv0a1t316 m/s對勻減速過程有v22a2s4代入數(shù)據(jù)解得a26.1 m/s2。答案：（1)2。5 m/s2（2）6.1 m/s2第3章勻變速直線運動的研究（時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分。第15題只有一個選項正確，第68題有多個選項正確，全部選對得6分，選不全得3分，選錯不得分)117世紀(jì)意大利科學(xué)家伽利略在研究落體運動的規(guī)律時，做了著名的斜面實驗，其中應(yīng)用到的物理思想方法屬于（)a等效替代法b實驗歸納法c理想實驗法 d控制變量法解析：選c由于時間測量上的困難，

35、伽利略無法直接研究自由落體運動，而是在斜面實驗的基礎(chǔ)上合理外推，最終得到傾角為90時小球運動(自由落體運動）的規(guī)律。所以,在當(dāng)時并沒有直接對落體運動進(jìn)行實驗，伽利略所用的物理實驗方法屬于理想實驗法，選項c正確。2.如圖1所示為某物體做直線運動的v。t圖像，關(guān)于該物體在4 s內(nèi)的運動情況，下列說法中正確的是()圖1a物體始終向同一方向運動b4 s內(nèi)物體通過的路程為4 m，而位移為零c4 s末物體離出發(fā)點最遠(yuǎn)d物體的加速度大小不變，方向與初速度方向相同解析:選b圖像的斜率不變，因此物體做勻變速直線運動，開始時速度方向與加速度方向相反，物體做減速運動，t2 s時,物體速度減為零，然后物體反向加速運動

36、，t4 s時回到出發(fā)點,由圖像可知物體通過的路程為s222 m4 m，位移為零。故選項a、c、d錯誤，b正確。3做勻加速運動的列車出站時，車頭經(jīng)過站臺某點o時速度是1 m/s,車尾經(jīng)過o點時的速度是7 m/s,則這輛列車的中點經(jīng)過o點時的速度為（)a5 m/s b5.5 m/sc4 m/s d3.5 m/s解析:選a由勻變速直線運動規(guī)律知v，代入數(shù)據(jù)得v5 m/s,a正確。4一物體從斜面上某點由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)過3 s到達(dá)斜面底端，并開始在水平地面上做勻減速直線運動,又經(jīng)過9 s停止運動。則物體在斜面上的位移與在水平地面上的位移之比是（）a11 b12c13 d31解析：選c設(shè)物體

37、到達(dá)斜面底端時速度為v，則物體在斜面上和在水平地面上運動的平均速度均為，根據(jù)xt可得，故選項c正確。5一列客車沿平直軌道以30 m/s的速度向前運動，司機發(fā)現(xiàn)正前方150 m處有一塊山上滑落的巨石擋住了道路，司機立即剎車使車做勻減速運動。為了避免與巨石相撞，剎車時的加速度大小至少為(）a2 m/s2 b5 m/s2c0。5 m/s2 d3 m/s2解析：選d由速度與位移的關(guān)系式可得a m/s23 m/s2，選項d正確。6甲、乙兩物體所受的重力之比為12，甲、乙兩物體所在的位置高度之比為21,它們各自做自由落體運動，則(）a落地時的速度之比是1b落地時的速度之比是11c下落過程中的加速度之比是1

38、2d下落過程中的加速度之比是11解析：選ad由v22gh得知，所以落地時的速度之比為1，a對,b錯；物體做自由落體運動的加速度為g,與重力無關(guān),故c錯，d對。7如圖2所示，以8 m/s勻速行駛的汽車即將通過路口，綠燈還有2 s將熄滅，此時汽車距離停車線18 m。該車加速時最大加速度大小為2 m/s2，減速時最大加速度大小為5 m/s2。此路段允許行駛的最大速度為12。5 m/s,下列說法中正確的有（)圖2a如果立即做勻加速運動,在綠燈熄滅前汽車可能通過停車線b如果立即做勻加速運動,在綠燈熄滅前通過停車線汽車一定超速c如果立即做勻減速運動，在綠燈熄滅前汽車一定不能通過停車線d如果距停車線5 m處

39、減速，汽車能停在停車線處解析：選ac如果汽車立即以最大加速度做勻加速運動，t12 s內(nèi)的位移s0v0t1a1t1220 m18 m，此時汽車的速度為v1v0a1t112 m/s12。5 m/s，汽車沒有超速,選項a正確，b錯誤；如果立即做勻減速運動，綠燈熄滅前汽車通過的距離一定小于16 m，不能通過停車線，選項c正確；汽車以最大加速度減速時，速度減為零需要的時間t21。6 s，此過程通過的位移為s2v0t2a2t226。4 m，故選項d錯誤.8.甲、乙兩物體由同一位置開始沿同一直線運動，其速度圖像如圖3所示，下列說法正確的是（)圖3a開始階段乙在甲的前面,20 s后乙在甲的后面b20 s末，甲

40、追上乙,且甲、乙的速度相等c40 s末,甲追上乙d在追上前，20 s末兩物體相距最遠(yuǎn)解析:選cdv。t圖像中，縱坐標(biāo)表示速度，圖像與時間軸所圍的面積表示位移.甲、乙兩物體由同一位置開始沿同一直線運動，所以追上的條件是位移相等,40 s末，甲、乙圖像與時間軸圍成的面積相等，說明甲、乙相遇，分析可知是甲追上乙，選項a、b錯誤,c正確；20 s末，甲、乙圖像與時間軸圍成的面積相差最大，說明追上前，20 s末兩物體相距最遠(yuǎn)，選項d正確。二、非選擇題（共4小題，共52分）9（6分)利用圖4中所示的裝置可以研究自由落體運動。實驗中需要調(diào)整好儀器，接通打點計時器的電源，松開紙帶，使重物下落。打點計時器會在紙

41、帶上打出一系列的小點。圖4(1）為了測得重物下落的加速度，還需要的實驗器材有_。（填入正確選項前的字母)a天平 b停表 c米尺(2）若實驗中所得的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎担鴮嶒灢僮髋c數(shù)據(jù)處理均無錯誤，寫出一個你認(rèn)為可能引起此誤差的原因：_。解析：（1)時間由打點計時器確定,用米尺測定位移。(2）打點計時器與紙帶間的摩擦以及空氣阻力都會阻礙物體運動，從而使測得的重物下落的加速度變小。答案：(1)c(2）打點計時器與紙帶間的摩擦(或空氣阻力)10(10分）如圖5甲所示為用打點計時器記錄小車運動情況的裝置，開始時小車在水平玻璃板上勻速運動，后來在薄布面上做勻減速運動，所打出的紙帶如圖乙所示（附有刻度尺），紙帶上相鄰兩點對應(yīng)的時間間隔為0。02 s。從紙帶上記錄的點跡情況可知，a、e兩點跡之間的距離為_cm，小車在玻璃板上做勻速運動的速度大小為_m/s；小車在布面上運動的加速度大小為_m/s2。圖5解析：由