高一物理《15 自由落体》学案.docx

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高一物理《15自由落体》学案

2019-2020年高一物理《1.5自由落体》学案

【学习目标】

1、掌握自由落体和竖直上抛运动运动的规律

2、能熟练应用其规律解题

【自主学习】

一．自由落体运动：

1、定义：

2、运动性质：

初速度为加速度为的运动。

3、运动规律：

由于其初速度为零，公式可简化为

vt=h=vt2=2gh

二．竖直上抛运动：

1、定义：

2、运动性质：

初速度为v0，加速度为－g的运动。

3、处理方法：

⑴将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理。

上升阶段为初速度为v0，加速度为－g的运动，下降阶段为。

要注意两个阶段运动的对称性。

⑵将竖直上抛运动全过程视为的运动

4、两个推论：

①上升的最大高度

②上升最大高度所需的时间

5、特殊规律：

由于下落过程是上升过程的逆过程，所以物体在通过同一段高度位置时，上升速度与下落速度大小，物体在通过同一段高度过程中，上升时间与下落时间。

【典型例题】

例1、一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是______s。

（计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s2，结果保留二位数）

分析：

⑴审题（写出或标明你认为的关键词）

⑵分析过程，合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点

解题过程：

注意：

构建物理模型时，要重视理想化方法的应用，要养成画示意图的习惯。

例2、调节水龙头，让水一滴滴流出，在下方放一盘子，调节盘子高度，使一滴水滴碰到盘子时，恰有另一滴水滴开始下落，而空中还有一滴正在下落中的水滴，测出水龙头到盘子的距离为h，从第一滴开始下落时计时，到第n滴水滴落在盘子中，共用去时间t，则此时第（n+1）滴水滴与盘子的距离为多少？

当地的重力加速度为多少？

分析：

⑴审题（写出或标明你认为的关键词）

⑵分析过程，合理分段，画出示意图，并找出各段之间的连接点

解题过程：

针对训练

1、竖直上抛一物体，初速度为30m/s，求：

上升的最大高度；上升段时间，物体在2s末、4s末、6s末的高度及速度。

（g=10m/s2）

2、A球由塔顶自由落下,当落下am时,B球自距塔顶bm处开始自由落下,两球恰好同时落地,求塔高。

3、气球以4m/s的速度匀速竖直上升，气体下面挂一重物。

在上升到12m高处系重物的绳子断了，从这时刻算起，重物落到地面的时间

4、某人站在高层楼房的阳台外用20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,则石块运动到离抛出点15m处所经历的时间是多少?

（不计空气阻力,取g=10m/s2）

【能力训练】

1、关于竖直上抛运动，下列说法正确的是（）

A上升过程是减速过程，加速度越来越小；下降过程是加速运动，加速度越来越大

B上升时加速度小于下降时加速度

C在最高点速度为零，加速度也为零

D无论在上升过程、下落过程、最高点，物体的加速度都为g

2、将物体竖直向上抛出后，在下图中能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是（） 

3、物体做竖直上抛运动后又落回原出发点的过程中，下列说法正确的是（）

A、上升过程中，加速度方向向上，速度方向向上

B、下落过程中，加速度方向向下，速度方向向下

C、在最高点，加速度大小为零，速度大小为零

D、到最高点后，加速度方向不变，速度方向改变 

4、从高处释放一粒小石子,经过0.5s,从同一地点再释放一粒小石子,在两石子落地前,它们之间的距离（）

A.保持不变B.不断减小

C.不断增大D.根据两石子的质量的大小来决定

5、某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆.据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（g取10m/s2）（）

A.2m/sB.4m/s

C.6m/sD.8m/s

 6、以初速度40m/s竖直上抛一物体，经过多长时间它恰好位于抛出点上方60m处（不计空气阻力，g取10m/s2）？

7、一个物体从H高处自由落下，经过最后196m所用的时间是4s，求物体下落H高度所用的总时间T和高度H是多少？

取g=9.8m／s2，空气阻力不计．

8、气球下挂一重物，以v0=10m／s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？

落地的速度多大？

空气阻力不计，取g=10m／s2．

9、一根矩形杆的长1.45m,从某一高处作自由落体运动,在下落过程中矩形杆通过一个2m高的窗口用时0.3s.则矩形杆的下端的初始位置到窗台的高度差为多少?

（g取10m/s2,窗口到地面的高度大于矩形杆的长）

10．气球以10m／s的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气球便以加速度α=0.1m／s2向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少?

g=10m／s2．

【学后反思】____________________________________________________________________

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参考答案

例1：

解：

上升阶段，由公式h1=可得=0.03s

下降阶段，由题意知h2=10m+0.45m=10.45m

由公式h2=可得=1.45s

t=t1+t2=1.48s

例2：

解题过程：

（1）设每两滴水之间的时间间隔为t0

∵

∴∴

又∵∴∴

针对练习1、解：

（1）

（2）∴6s时已落地

2、解：

对A球

对B球：

∴

∴

3、解：

选向上为正方向，

∴t=2s

4、第一种情况：

在上升阶段，设向上为正：

由15=20t-5t2∴t=1s

第二种情况，在下落阶段，在抛出点上方。

由∴t=3s

第三种情况，在下落阶段，在抛出点下方。

由-15=20t-5t2∴

能力训练：

1、D2、D3、BD4、C5、B

6、解：

设向上为正，

由公式60=40t-5t2∴t1=2st2=6s

7、总时间T和高度H是多少？

取g=9.8m／s2，空气阻力不计．

解：

设向上为正，

由公式v0=29.4m/s

∴t=29.4/9.8=3s∴T=3+4=7s

8、解：

设向上为正方向，

由公式∴

由公式∴方向向下

9、解：

设向上为正，杆头到窗口时速度为

由公式v0=10m/s

由公式得h=5m

10、解：

设向上为正，

由公式t=5s

由公式h=51.25m

∴H=75+51.25=126.25m

2019-2020年高一物理《3.2受力分析》学案

【学习目标】

掌握受力分析的步骤，养成良好的受力分析习惯，并能正确的规范的画出受力分析图。

【自主学习】

一、摩擦力

1.定义:

相互接触的物体间发生时，在接触面处产生的阻碍的力.

2.产生条件:

两物体.这四个条件缺一不可.

两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件（没有弹力不可能有摩擦力）.

3.滑动摩擦力大小:

滑动摩擦力；其中FN是压力，μ为动摩擦因数，无单位.

说明:

⑴在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力.

⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN，其中的FN表示正压力，不一定等于重力G.

例1.如图所示，用跟水平方向成α角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受

的摩擦力大小.

解：

由竖直方向合力为零可得FN=Fsinα-G，

因此有：

f=μ（Fsinα-G）

4.静摩擦力大小

⑴必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律Ff=μFN计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，即Fm=μFN

⑵静摩擦力:

静摩擦力是一种力，与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是0＜Ff≤Fm

例2.如图所示，A、B为两个相同木块，A、B间最大静摩擦力Fm=5N，水平面光滑.拉力F至少多大，A、B才会相对滑动？

解：

A、B间刚好发生相对滑动时，A、B间的相对运动状态处于一个临界状态，既可以认为发生了相对滑动，摩擦力是滑动摩擦力，其大小等于最大静摩擦力5N，也可以认为还没有发生相对滑动，因此A、B的加速度仍然相等。

分别以A和整体为对象，运用牛顿第二定律，可得拉力大小至少为F=10N

（研究物理问题经常会遇到临界状态.物体处于临界状态时，可以认为同时具有两个状态下的所有性质）

5.摩擦力方向

⑴摩擦力方向和物体间的方向相反.

⑵摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）.在特殊情况下，可能成任意角度.

例3.小车向右做初速为零的匀加速运动，质量为m的物体恰好沿车后壁匀速下滑.求物体下滑过程中所受摩擦力和弹力的大小，并分析物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系.

解：

竖直方向:

f=mg；水平方向:

N=ma

物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行，方向竖直向上，而物体的运动轨迹为抛物线，相对于地面的速度方向不断改变（竖直分速度大小保持不变，水平分速度逐渐增大），所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90°和180°间的任意值.

由例2和例3的分析可知：

无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力.就是说：

弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出，而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的.

6.作用效果:

阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，但对物体来说，摩擦力可以是动力，也可以是阻力.

7.发生范围:

①滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体间，但静止的物体也可以受滑动摩擦力；

②静摩擦力发生在两个相对静止的物体间，但运动的物体也可以受静摩擦力.

8.规律方法总结

（1）静摩擦力方向的判断

①假设法:

即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动；若发生相对运动，则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止.且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向.

②根据物体所处的运动状态，应用力学规律判断.

如图所示物块A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动时，若A的质量为m，则很容易确定A所受的静摩擦力大小为ma，方向水平向右.

③在分析静摩擦力方向时，应注意整体法和隔离法相结合.

如图所示，在力F作用下，A、B两物体皆静止，试分析A所受的静摩擦力.

（2）摩擦力大小计算

①分清摩擦力的种类：

是静摩擦力还是滑动摩擦力.

②滑动摩擦力由Ff=μFN公式计算.最关键的是对相互挤压力FN的分析，它跟研究物体在垂直于接触面方向的力密切相关，也跟研究物体在该方向上的运动状态有关.特别是后者，最容易被人所忽视.注意FN变，则Ff也变的动态关系.

③静摩擦力:

最大静摩擦力是物体将发