銜接點(diǎn)10 自由落體運(yùn)動(dòng)（原卷版）

銜接點(diǎn)10自由落體運(yùn)動(dòng)課程標(biāo)準(zhǔn)初中初中無該知識(shí)點(diǎn)高中1.知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件，知道自由落體加速度的大小和方向.2.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能解決相關(guān)實(shí)際問題.3.會(huì)通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，測量自由落體加速度．初中物理知識(shí)儲(chǔ)備1．生活中常見的落體運(yùn)動(dòng)：雨滴的下落，樹葉的飄落。2．對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)：認(rèn)為重的物體比輕的物體下落的快。高中物理新知識(shí)、新模型一、自由落體運(yùn)動(dòng)1．定義：物體只在作用下從開始下落的運(yùn)動(dòng)．2．物體的下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：空氣阻力的作用，可以．二、自由落體加速度1．定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都，這個(gè)加速度叫作自由落體加速度，也叫作，通常用g表示．2．方向：．3．大小(1)在地球表面，g值隨緯度的增大而逐漸．(2)一般取值：g＝或g＝三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1．自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的運(yùn)動(dòng)．2．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)．3．自由落體運(yùn)動(dòng)的速度、位移與時(shí)間的關(guān)系式：v＝gt，x＝eq\f(1,2)gt2.四、自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究1．實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)、幾個(gè)質(zhì)量不同的重物、夾子、交流電源、毫米刻度尺．2．探究過程(1)按如圖所示將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，連接好電路．(2)使紙帶穿過兩個(gè)限位孔，下端用夾子夾住連到重物上，讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．(3)用手捏住紙帶上端把紙帶拉成豎直狀態(tài)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開紙帶讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，重物落地后立刻關(guān)閉電源．(4)改變重物的質(zhì)量，重復(fù)幾次上面的實(shí)驗(yàn)，選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行處理．3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)用刻度尺測量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)之間的距離．(2)用vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)求出各點(diǎn)的速度，作v－t圖像，圖像應(yīng)為一條過原點(diǎn)的傾斜直線．(3)根據(jù)v－t圖像的斜率求加速度或根據(jù)Δx＝aT2計(jì)算加速度．4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度恒定(約為9.8m/s2，與物體的質(zhì)量無關(guān))的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．初、高中物理銜接點(diǎn)1.本節(jié)通過邏輯推理、實(shí)驗(yàn)演示與實(shí)驗(yàn)探究，分析得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，明確重力加速度的意義，使同學(xué)們對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有了更具體和深入的認(rèn)識(shí)。同時(shí)同學(xué)們應(yīng)主動(dòng)增強(qiáng)質(zhì)疑精神、科學(xué)推理和科學(xué)論證能力的提升。2.對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究是本節(jié)的第一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)樗c學(xué)生常見的生活中的落體運(yùn)動(dòng)并不完全相同，同學(xué)們要轉(zhuǎn)變已有認(rèn)識(shí)。從亞里士多德觀察得到的經(jīng)驗(yàn)性結(jié)論與伽利略的科學(xué)論證結(jié)果間的矛盾出發(fā)，引發(fā)對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)現(xiàn)空氣阻力是影響物體下落快慢的因素，進(jìn)而得到忽略空氣阻力的理想化模型——自由落體運(yùn)動(dòng)。3.伽利略創(chuàng)建了將實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)結(jié)合起來的科學(xué)方法。通過物理實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象要與邏輯推理自洽才能說明提出的觀點(diǎn)和得到的結(jié)論是正確的。這樣的推理過程在物理研究中是很常見的，同學(xué)們體驗(yàn)這種科學(xué)方法。1.如圖所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得快，在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛下落快慢相同．(1)為什么物體下落快慢相同？(2)空氣中的落體運(yùn)動(dòng)在什么條件下可看作自由落體運(yùn)動(dòng)？例題1.甲球的質(zhì)量是乙球質(zhì)量的5倍，兩球從同一高度同時(shí)自由落下，下列說法正確的是（）A．甲、乙都做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以都不受任何外力作用B．甲、乙從同一高度自由落下，所以兩球同時(shí)落地C．甲球質(zhì)量大，所以甲的加速度比乙的加速度大D．甲球質(zhì)量大，所以甲落到地面的速度也大例題2.如圖甲所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測得自由落體加速度．(1)所需器材有：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需(填字母代號(hào))．A．直流電源 B．天平及砝碼C．8V交變電源 D．毫米刻度尺(2)已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的點(diǎn)，圖中四個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應(yīng)改為________cm；在打下點(diǎn)D時(shí)重物的速度大小為m/s.重物的加速度大小為_______m/s2.該實(shí)驗(yàn)中測得的自由落體加速度的值偏小，其主要原因是.例題3.從離地面500m處自由落下一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，求：(1)小球落到地面需要的時(shí)間；(2)開始下落后第1s內(nèi)的位移大小和最后1s內(nèi)的位移大??；(3)下落時(shí)間為總時(shí)間一半時(shí)的位移大?。弧芜x題1．金屬片和小羽毛在抽成真空的玻璃筒內(nèi)下落的實(shí)驗(yàn)說明（）A．物體越重下落越快B．同一地點(diǎn)真空中物體下落快慢與重力大小無關(guān)C．同一地點(diǎn)，不論有無空氣，物體下落快慢均與重力無關(guān)D．同一物體在同一地點(diǎn)，無空氣阻力時(shí)物體越輕下落越快2．房檐每隔相等的時(shí)間落下一滴水下落，當(dāng)?shù)谝坏嗡侣涞降孛鏁r(shí)，第五滴水剛好形成，觀察到第四、五滴水之間的距離恰好為1m。則此時(shí)第一、二滴之間的距離是（）A．3m B．7m C．9m D．16m3．下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（）A．物體從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)B．物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫作自由落體運(yùn)動(dòng)C．從靜止開始下落的小鋼球，因受空氣阻力作用，不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)D．從靜止開始下落的小鋼球，所受空氣阻力對(duì)其運(yùn)動(dòng)的影響很小，可以忽略，可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)4．一個(gè)人用手拿著兩個(gè)小球，站在三層樓的陽臺(tái)上，將其中一個(gè)小球以一定的初速度v豎直上拋，在同一高度將另一個(gè)小球以相同的初速度大小豎直下拋，兩小球相繼落地的時(shí)間差為。如果人站在四層樓的陽臺(tái)上，用同樣的初速度大小拋兩小球，忽略空氣阻力的影響，則兩小球相繼落地的時(shí)間差將（）A．變小 B．變大C．不變 D．無法確定5．唐代詩人李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”描述了廬山瀑布的美景，如果三尺為1m，則水落地時(shí)的速度約為（設(shè)初速度為0）（）A．100m/s B．100m/sC．200m/s D．200m/s6．圖示描述的是伽利略在比薩斜塔上做落體實(shí)驗(yàn)的故事．不計(jì)空氣阻力，小球從塔上自由下落，由靜止開始經(jīng)過第一段h速度的增加量為，經(jīng)過第三段h速度的增加量為，則與的比值滿足（

）A． B． C． D．7．在2021年第十四屆全國學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)中，臺(tái)州中學(xué)金若宣同學(xué)以1.82m的成績獲得全國跳高冠軍，經(jīng)了解，該同學(xué)身高1.73m，據(jù)此可估算出她離地時(shí)豎直向上的速度最接近（）A．3.8m/s B．4.3m/s C．5.0m/s D．5.5m/s8．有一串珠子（珠子可視為質(zhì)點(diǎn)），穿在一根長1.8m的細(xì)線上，細(xì)線的首尾各固定1個(gè)珠子，中間還有5個(gè)珠子。從最下面的珠子算起，相鄰兩個(gè)珠子之間的距離依次為5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm，如圖所示。某人向上提起細(xì)線的上端，讓細(xì)線自由垂下，且第1個(gè)珠子緊貼水平桌面，松手后開始計(jì)時(shí)，若不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，假設(shè)珠子落到桌面上不再反彈，則第2、3、4、5、6、7個(gè)珠子（）

A．依次落到桌面上的速率之比為B．落到桌面上的時(shí)間間隔相等C．落到桌面上的時(shí)間間隔越來越大D．第4個(gè)珠子落到桌面上的速率為4m/s二、多選題9．9．小紅用頻閃照相法研究豎直上拋運(yùn)動(dòng)，拍照頻率為，某次實(shí)驗(yàn)吋小球以某一初速度豎直上拋，照相機(jī)在此過程中爆光了8次，由于上升過程和下降過程小球經(jīng)過相同位置時(shí)都被曝光，所以在底片上記錄到如圖所示的4個(gè)位置，兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離為，重力加速度。下列說法中正確的是（）

A．小球經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速率為 B．點(diǎn)距豎直上拋的最高點(diǎn)的距離為C． D．10．如圖所示，在足夠高的空間內(nèi)，小球位于空心管的正上方h處，空心管長為L，小球的球心與管的軸線重合，并在豎直線上，小球直徑小于管的內(nèi)徑，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是（）A．兩者均無初速度同時(shí)釋放，小球在空中不能穿過管B．兩者同時(shí)釋放，小球具有豎直向下的初速度v0、管無初速度，則小球一定能穿過管，且穿過管的時(shí)間與當(dāng)?shù)刂亓铀俣葻o關(guān)C．兩者同時(shí)釋放，小球具有豎直向下的初速度v0、管無初速度，則小球一定能穿過管，但穿過管的時(shí)間與當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔嘘P(guān)D．兩者均無初速度釋放，小球提前Δt釋放，則小球一定能穿過管，但穿過管的時(shí)間與當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔嘘P(guān)11．兩位小朋友玩彈珠子游戲，固定直桿與水平面的夾角為，兩顆有孔的珠子穿在直桿上，初始時(shí)珠子之間的距離為l，一位小朋友將珠子沿桿方向以速度彈出，另一個(gè)小朋友同時(shí)將珠子無初速度釋放，經(jīng)時(shí)間t，在珠子返回過程中兩珠子相遇，珠子與桿之間的摩擦很小，可忽略，，則（）A． B．C． D．12．如圖所示，將一小球從豎直磚墻的某位置由靜止釋放。用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3…所示的小球運(yùn)動(dòng)過程中每次曝光的位置。已知連續(xù)兩次曝光的時(shí)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（）

A．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的速度為三、解答題13．一只小松鼠由于受到驚嚇，在水平地面上P點(diǎn)的正上方樹杈A處掉下，可看成自由落體運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，在P點(diǎn)左側(cè)的狼從B處由靜止開始向右跑來，該情況可簡化為如圖甲所示的模型，狼運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示，已知A處高h(yuǎn)＝1.25m且小松鼠和狼均可看做質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2。（1）求小松鼠下落至地面所需的時(shí)間t。（2）要使狼在小松鼠落地的同時(shí)達(dá)到P點(diǎn)，求狼的初始位置與P點(diǎn)之間的距離。（3）如果狼運(yùn)動(dòng)規(guī)律沒有變，開始時(shí)與P點(diǎn)之間的距離為10m，小松鼠落地瞬間水平方向上從靜止開始以a2＝10m/s2的加速度與狼同向逃跑，通過計(jì)算說明狼能否追上小松鼠?

14．如圖為2023年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)中的雜技節(jié)目《龍躍神州：中幡》,在表演中，表演者用手掌、肩膀、額頭等部位不斷將中幡晃動(dòng)、拋起、落下，但始終幡不離身，竿不落地，十分精彩。表演者在某次動(dòng)作中豎直向上將幡拋出，側(cè)手翻后回到原地恰好接住幡，此過程經(jīng)歷的時(shí)間t1=1s，幡被拋出和接住時(shí)，幡底離地面高度均為h1