高中物理2.2自由落體運動的規(guī)律課件(滬科版必修1)

1、 自由落體運動的規(guī)律自由落體運動的規(guī)律一、自由落體一、自由落體1物體只在物體只在_作用下，從作用下，從_開始下落的運開始下落的運動，叫做自由落體運動動，叫做自由落體運動2自由落體運動是自由落體運動是_運動運動3在有空氣的空間，如果在有空氣的空間，如果_的作用比較的作用比較小，可以忽略，物體的下落可以近似看作自由落體小，可以忽略，物體的下落可以近似看作自由落體運動運動知識梳理知識梳理重力重力靜止靜止初速度為零的勻加速直線初速度為零的勻加速直線空氣阻力空氣阻力二、自由落體加速度二、自由落體加速度1在同一地點，一切物體自由下落的加速度都在同一地點，一切物體自由下落的加速度都_，這個加速度叫做，這個加

2、速度叫做_，也叫做，也叫做_，其方向，其方向_.2地球上越靠近赤道的地方重力加速度越地球上越靠近赤道的地方重力加速度越_，越靠近兩極的地方，重力加速度越越靠近兩極的地方，重力加速度越_，一般計算中，一般計算中，g_或近似計算中或近似計算中g(shù)_.相同相同自由落體加速度自由落體加速度重力加速度重力加速度豎直向下豎直向下小小大大9.8 m/s210 m/s2vgtv22gs1在沒有空氣阻力的情況下，物體下落的快慢在沒有空氣阻力的情況下，物體下落的快慢與重力大小無關(guān)與重力大小無關(guān)2自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫自由落體運動開始下落的運動，

3、叫自由落體運動3自由落體運動的特點自由落體運動的特點(1)初速度：初速度：v00(2)受力特點：只受重力作用，沒有空氣阻力或受力特點：只受重力作用，沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計空氣阻力可以忽略不計4自由落體運動的性質(zhì)自由落體運動的性質(zhì)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動對自由落體運動的理解對自由落體運動的理解【例例1】 關(guān)于自由落體運動，以下說法正確的關(guān)于自由落體運動，以下說法正確的是是 ()A質(zhì)量大的物體自由下落時的加速度大質(zhì)量大的物體自由下落時的加速度大B從水平飛行著的飛機上釋放的物體將做自從水平飛行著的飛機上釋放的物體將做自由落體運動由落

4、體運動C雨滴下落的過程是自由落體運動雨滴下落的過程是自由落體運動D從水龍頭上滴落的水滴的下落過程，可近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似看做自由落體運動解析解析：自由下落時的加速度在同一地點相同，：自由下落時的加速度在同一地點相同，與質(zhì)量無關(guān)，故與質(zhì)量無關(guān)，故A項錯，從飛行的飛機上釋放的物體項錯，從飛行的飛機上釋放的物體初速度不為零，故不做自由落體運動，初速度不為零，故不做自由落體運動，B項錯，雨滴項錯，雨滴下落過程中阻力隨速度的增大而增大，最終會做勻下落過程中阻力隨速度的增大而增大，最終會做勻速運動，故速運動，故C項錯，水龍頭上滴落的水滴所受阻力可項錯，水龍頭上滴落的水

5、滴所受阻力可忽略，故忽略，故D項對項對答案答案：D 關(guān)于自由落體運動，下列說法中正確的是關(guān)于自由落體運動，下列說法中正確的是 ()A初速度為零的豎直向下的運動是自由落初速度為零的豎直向下的運動是自由落體運動體運動B只在重力作用下的豎直向下的運動是自只在重力作用下的豎直向下的運動是自由落體運動由落體運動C自由落體運動在任意相等的時間內(nèi)速度自由落體運動在任意相等的時間內(nèi)速度變化量相等變化量相等D自由落體運動是初速度為零，加速度為自由落體運動是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動的勻加速直線運動解析解析：A選項中，豎直向下的運動，有可能受選項中，豎直向下的運動，有可能受到空氣阻力或其他力的影響，下

6、落的加速度不等于到空氣阻力或其他力的影響，下落的加速度不等于g，這樣就不是自由落體運動；選項這樣就不是自由落體運動；選項B中，物體有可能具中，物體有可能具有初速度，所以選項有初速度，所以選項A、B不對選項不對選項C中，因自由中，因自由落體運動是勻變速直線運動，加速度恒定，由加速落體運動是勻變速直線運動，加速度恒定，由加速度的概念度的概念a ，可知，可知，vgt，所以若時間相等，所以若時間相等，則速度的變化量相等，選項則速度的變化量相等，選項D可根據(jù)自由落體運動的可根據(jù)自由落體運動的性質(zhì)判定是正確的性質(zhì)判定是正確的答案答案：CD1自由落體加速度也叫重力加速度，是由物體自由落體加速度也叫重力加速度

7、，是由物體受到的重力產(chǎn)生的受到的重力產(chǎn)生的2符號符號g，單位，單位 米米/秒秒2( m/s2)3特點特點(1)重力加速度的方向總是豎直向下的重力加速度的方向總是豎直向下的(2)在同一地點，一切物體在自由落體運動中的在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同，因此，一切物體自由下落的快慢是加速度都相同，因此，一切物體自由下落的快慢是相同的相同的自由落體加速度自由落體加速度平時我們看到輕重不同、形狀不同、密度不同平時我們看到輕重不同、形狀不同、密度不同的物體下落時快慢不同，是由于它們受到空氣阻力的物體下落時快慢不同，是由于它們受到空氣阻力的影響不同造成的的影響不同造成的(3)在地球上的不同

8、地方，自由落體加速度的大在地球上的不同地方，自由落體加速度的大小略有不同在地球表面上，從赤道到兩極，自由小略有不同在地球表面上，從赤道到兩極，自由落體的加速度逐漸增大，在赤道上最小，為落體的加速度逐漸增大，在赤道上最小，為9.780 m/s2；在兩極最大，為；在兩極最大，為9.832 m/s2.(4)在地球上同一地方的不同高度上，自由落體在地球上同一地方的不同高度上，自由落體加速度的大小也略有不同，隨高度的升高，重力加加速度的大小也略有不同，隨高度的升高，重力加速度逐漸減小，但在高度相差不太大時，不需要考速度逐漸減小，但在高度相差不太大時，不需要考慮重力加速度的微小差異慮重力加速度的微小差異【

9、例例2】 關(guān)于自由落體加速度關(guān)于自由落體加速度g，下列說法正確，下列說法正確的是的是 ()A質(zhì)量大的物體質(zhì)量大的物體g值大值大B在同一地點，輕、重物體的在同一地點，輕、重物體的g值一樣大值一樣大C赤道的赤道的g值大于北極的值大于北極的g值值Dg值在地球上任何地方都一樣大值在地球上任何地方都一樣大解析解析：g值與物體的質(zhì)量無關(guān)，值與物體的質(zhì)量無關(guān)，A錯誤；在同一錯誤；在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，地點，一切物體自由下落的加速度都相同，B正確；正確；重力加速度的大小隨著緯度的增加而增加，在赤道重力加速度的大小隨著緯度的增加而增加，在赤道最小，越往兩極越大，最小，越往兩極越大，C、D錯

10、誤錯誤答案答案：B 關(guān)于重力加速度，以下說法正確的是關(guān)于重力加速度，以下說法正確的是()A重力加速度表示自由下落的物體運動的重力加速度表示自由下落的物體運動的快慢快慢B重力加速度表示自由下落的物體運動速度重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的大小變化的大小C重力加速度表示自由下落的物體運動速重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的快慢度變化的快慢D輕重不同的物體的重力加速度不同輕重不同的物體的重力加速度不同答案答案：C(1)實驗方法實驗方法借助紙帶分析，利用逐差法計算得到當?shù)刂亓柚垘Х治?，利用逐差法計算得到當?shù)刂亓铀俣燃铀俣冉柚W光照片記錄自由落體物體在每隔一段時借助閃光照片記錄自

11、由落體物體在每隔一段時間后的位置間后的位置(頻閃照相類似于打點計時器打點，但前頻閃照相類似于打點計時器打點，但前者也可以用于曲線運動的研究者也可以用于曲線運動的研究)，再由，再由sgT2求出重求出重力加速度力加速度重力加速度的測定重力加速度的測定(2)數(shù)據(jù)處理方法數(shù)據(jù)處理方法逐差法逐差法如圖如圖222所示，所示，s1、s2、s3sn是相鄰兩計是相鄰兩計數(shù)點間的距離，數(shù)點間的距離，s是兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移是兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之差，即之差，即s1s2s1，s2s3s2，T是兩相鄰是兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔且計數(shù)點間的時間間隔且T0.02n s(n為兩相鄰計數(shù)點為兩相鄰計數(shù)點間的間隔數(shù)

12、間的間隔數(shù))圖圖222圖像法圖像法先用平均速度法求出各點的瞬時速度，然后在先用平均速度法求出各點的瞬時速度，然后在vt圖像中描點作圖，直線的斜率即為重力加速度圖像中描點作圖，直線的斜率即為重力加速度g.【例例3】 某同學用圖某同學用圖223所示裝置測量重力所示裝置測量重力加速度加速度g所用交流電頻率為所用交流電頻率為50 Hz.在所選紙帶上取某在所選紙帶上取某點為點為0號計數(shù)點，然后每號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，所有個點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖224所示所示圖圖223該同學用兩種方法處理數(shù)據(jù)該同學用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計數(shù)點為相鄰兩計數(shù)

13、點的時間間隔的時間間隔)：圖圖224從數(shù)據(jù)處理方法看，在從數(shù)據(jù)處理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，中，對實驗結(jié)果起作用的，方法一中有對實驗結(jié)果起作用的，方法一中有_；方法；方法二中有二中有_因此，選擇方法因此，選擇方法_(一或二一或二)更合理，這樣可以減小實驗的更合理，這樣可以減小實驗的_(系統(tǒng)或偶系統(tǒng)或偶然然)誤差本實驗誤差的主要來源有誤差本實驗誤差的主要來源有_(試舉試舉出兩條出兩條)答案答案：見解析：見解析自由落體的運動規(guī)律自由落體的運動規(guī)律(6)若從開始運動時刻計時，劃分為相等的時間若從開始運動時刻計時，劃分為相等的時間間隔間隔T，則有如下比例關(guān)系，則有如下比例關(guān)系T末

14、、末、2T末、末、3T末末瞬時速度之比瞬時速度之比v1 v2 v3 1 2 3 T內(nèi)、內(nèi)、2T內(nèi)、內(nèi)、3T內(nèi)內(nèi)位移之比位移之比s1 s2 s3 1 4 9 第一個第一個T內(nèi)、第二個內(nèi)、第二個T內(nèi)、第三個內(nèi)、第三個T內(nèi)內(nèi)位位移之比移之比s s s 1 3 5 (7)若從運動起點若從運動起點(初位置初位置)劃分為連續(xù)相等的位劃分為連續(xù)相等的位移移x；則有如下比例關(guān)系；則有如下比例關(guān)系2圖像圖像自由落體運動的自由落體運動的vt圖像圖像是一條通過原點的斜向上的直是一條通過原點的斜向上的直線，它的斜率是線，它的斜率是g，圖線與橫，圖線與橫軸包圍的軸包圍的“三角形的面積三角形的面積S”為為物體下落的高度物

15、體下落的高度h，如圖，如圖225所示所示圖圖225【例例4】 一礦井深為一礦井深為125 m，在井口每隔一定時，在井口每隔一定時間自由下落一個小球當?shù)陂g自由下落一個小球當?shù)?1個小球剛從井口開始個小球剛從井口開始下落時，第下落時，第1個小球恰好到達井底，則相鄰小球開始個小球恰好到達井底，則相鄰小球開始下落的時間間隔為多少？這時第下落的時間間隔為多少？這時第3個小球和第個小球和第5個小個小球相距多遠？球相距多遠？(g取取10 m/s2)解析解析：設(shè)相鄰小球開始下落的時間間隔為：設(shè)相鄰小球開始下落的時間間隔為T，則，則第第1個小球從井口落至井底的時間個小球從井口落至井底的時間t10 T要求此時第要

16、求此時第3個小球和第個小球和第5個小球的間距，可采個小球的間距，可采用下面的方法用下面的方法解法二解法二：由第：由第3個小球和第個小球和第5個小球的下落時間個小球的下落時間t38T，t56T知此時兩球的瞬時速度分別為知此時兩球的瞬時速度分別為v3gt31080.5 m/s40 m/sv5gt51060.5 m/s30 m/s根據(jù)勻變速直線運動公式根據(jù)勻變速直線運動公式vt2v022as得得解法三解法三：由第：由第4個小球下落時間個小球下落時間t47T，得到此，得到此時第時第4個小球的瞬時速度個小球的瞬時速度v4gt4g7T1070.5 m/s35 m/s因為做勻變速直線運動的物體在某段時因為做

17、勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，所以此間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，所以此時第時第3個小球至第個小球至第5個小球這段時間內(nèi)的平均速度個小球這段時間內(nèi)的平均速度v435 m/s這段時間內(nèi)兩球間距離這段時間內(nèi)兩球間距離解法四解法四：利用初速度為零的勻加速直線運動的：利用初速度為零的勻加速直線運動的規(guī)律規(guī)律從時間從時間t0開始，在連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之開始，在連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之比等于以比等于以1開始的連續(xù)奇數(shù)比從第開始的連續(xù)奇數(shù)比從第11個小球下落開個小球下落開始計時，經(jīng)始計時，經(jīng)T，2T，9T,10T后它將依次到達第后它將依次到達第10個、第個、第9個

18、、個、第、第2個、第個、第1個小球的位置，各個個小球的位置，各個位置之間的位移之比為位置之間的位移之比為1 3 5 17 19，所，所以這時第以這時第3個小球和第個小球和第5個小球間距離個小球間距離答案答案：0.5 s35 m 從一高塔上釋放一個小鐵球，經(jīng)過從一高塔上釋放一個小鐵球，經(jīng)過1 s再從再從同一地點釋放另一個小鐵球，不計空氣阻力，則同一地點釋放另一個小鐵球，不計空氣阻力，則在兩球落地之前在兩球落地之前 ()A兩球之間的距離保持不變，速度之差保兩球之間的距離保持不變，速度之差保持不變持不變B兩球之間的距離不斷增大，速度之差保持兩球之間的距離不斷增大，速度之差保持不變不變C兩球之間的距離

19、不斷增大，速度之差也兩球之間的距離不斷增大，速度之差也越來越大越來越大D兩球之間的距離不斷減小，速度之差也兩球之間的距離不斷減小，速度之差也越來越小越來越小解析解析：答案答案：B【例例5】 如圖如圖226所示，一名跳水運動員從所示，一名跳水運動員從高出水面高出水面10 m的跳臺向上躍起，舉雙臂直體離開臺的跳臺向上躍起，舉雙臂直體離開臺面，重心面，重心(此時其重心位于從手到腳全長的中點此時其重心位于從手到腳全長的中點)升高升高0.45 m達到最高點落水時身體豎直，手先入水達到最高點落水時身體豎直，手先入水(在在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計此過程中運動員水平方向的運動忽略不計)，從離開，從

20、離開跳臺到手觸水面，他可用于完成空中動作的時間是跳臺到手觸水面，他可用于完成空中動作的時間是多長？多長？(不計重力，不計重力，g取取10 m/s2)圖圖226解析：解析：答案答案：1.75 s1關(guān)于自由落體運動，下列說法中正確的是關(guān)于自由落體運動，下列說法中正確的是 ()A物體豎直向下的運動一定是自由落體運動物體豎直向下的運動一定是自由落體運動B自由落體運動是初速度為零、加速度為自由落體運動是初速度為零、加速度為g的的豎直向下的勻加速直線運動豎直向下的勻加速直線運動C物體只在重力作用下從靜止開始下落的運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動叫做自由落體運動D當空氣阻力的作用比

21、較小，可以忽略不計當空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，物體自由下落可視為自由落體運動時，物體自由下落可視為自由落體運動基礎(chǔ)自測基礎(chǔ)自測解析解析：自由落體運動是物體只在重力作用下從：自由落體運動是物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，它是一種初速度為零、加速靜止開始下落的運動，它是一種初速度為零、加速度為度為g的勻加速直線運動如果空氣阻力的作用比較的勻加速直線運動如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計，物體的下落也可以看做自由落小，可以忽略不計，物體的下落也可以看做自由落體運動，所以體運動，所以B、C、D正確，正確，A不正確不正確答案答案：BCD2在忽略空氣阻力的情況下，讓一輕一重的兩在忽

22、略空氣阻力的情況下，讓一輕一重的兩塊石塊從同一高度同時自由下落，則關(guān)于兩塊石塊塊石塊從同一高度同時自由下落，則關(guān)于兩塊石塊的運動情況，下列說法正確的是的運動情況，下列說法正確的是 ()A重的石塊落得快，先著地重的石塊落得快，先著地B輕的石塊落得快，先著地輕的石塊落得快，先著地C在著地前的任一時刻，兩塊石塊具有相同在著地前的任一時刻，兩塊石塊具有相同的速度，相同的位移，相同的加速度的速度，相同的位移，相同的加速度D兩塊石塊在下落時間段內(nèi)的平均速度相等兩塊石塊在下落時間段內(nèi)的平均速度相等答案答案：CD3甲、乙兩物體在同一地點分別從甲、乙兩物體在同一地點分別從4h與與h高處高處開始做自由落體運動，若

23、甲的質(zhì)量是乙的開始做自由落體運動，若甲的質(zhì)量是乙的4倍，則下倍，則下列說法中正確的是列說法中正確的是 ()A甲、乙兩物體落地時速度相等甲、乙兩物體落地時速度相等B落地時甲的速度是乙的落地時甲的速度是乙的2倍倍C甲、乙兩物體同時落地甲、乙兩物體同時落地D甲在空中運動的時間是乙的甲在空中運動的時間是乙的2倍倍答案答案：BD4唐代大詩人李白用唐代大詩人李白用“飛流直下三千尺，疑是飛流直下三千尺，疑是銀河落九天銀河落九天”描述了廬山瀑布的美景不計空氣阻力，描述了廬山瀑布的美景不計空氣阻力，下落一千尺和三千尺時的速度之比為下落一千尺和三千尺時的速度之比為 ()解析解析：把瀑布的下落看成自由落體運動，三千：把瀑布的下落看成自由落體運動，三千尺換算成尺換算成1 000 m，g取取10 m/s2，由速度與位移的關(guān)，由速度與位移的關(guān)系得系得這樣算出的速度值是不計阻力的理想情況實這樣算出的速度值是不計阻力的理想情況實際上由于空氣阻力的存在，從很高處落下的水滴隨際上由于空氣阻力的存在，從很高處落下的水滴隨著速度的增大，阻力迅速增大，最后將以一個穩(wěn)定著速度的增大，阻力迅速增大，最后將以一個穩(wěn)定的速度下落，到達地面時的速度并不大的速度下落，到達地