高考物理 自由落体运动学案.docx

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高考物理自由落体运动学案

2019-2020年高考物理自由落体运动学案

一、学习目标

1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

2.能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。

3.知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

4.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。

5.初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养实验能力和推理能力。

二、回答问题

1、为什么有时重的物体下落快，轻的物体下落慢？

为何会出现这种现象呢?

2、自由落体运动是一种什么样的运动？

匀速直线运动?

  匀加速直线运动?

怎么证明？

三、课前预习

1.自由落体运动：

物体只在重力作用下从静止开始的下落运动叫_________。

这种运动只有在__________中才能发生；在有空气的空间中，如果空气阻力的作用____________，物体的下落也可以看成自由落体运动。

2.物体做自由落体运动需要满足两个条件①和②。

因此自由落体运动是__________的运动。

3.自由落体加速度又叫做，用符号表示。

在地球上不同的地方，g的大小是不同的：

1、纬度越高，g越；2、同一纬度，高度越大，g越。

一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按m/s2计算。

重力加速度的方向

4.自由落体运动的速度时间关系是；位移与时间关系是；位移与速度的关系是。

四、例题分析

例1、关于自由落体运动，下列说法正确的是（）

A.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用

B.在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动

C.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动

D.不同物体做自由落体时其速度变化的快慢是不相同的

【解析】做自由落体运动的物体只受重力，A错；忽略空气阻力，还需要初速度为零，B错；C正确；不同物体做自由落体运动的运动规律是完全一样的，所以加速度是一样的，当然速度变化快慢是一样的。

D错。

【答案】C

例2、甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从Hm高处自由落下，乙从2Hm高处同时自由落下．以下几种说法中正确的是（      ）、

A．两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙大

B．下落ls末，它们的速度相等

C．各自下落lm它们的速度相等

D．下落过程中甲的加速度比乙大

【解析】因为甲乙都是自由落体运动，所以运动规律完全一样，D错；因为是同时下落，根据可知同一时刻甲乙的速率一样大，A错，B正确；根据知C正确；

【答案】BC

【变试训练】在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是（）

A．重的石块落得快，先着地

B．轻的石块落得快，先着地

C．在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度

D．两块石块在下落段时间内的平均速度相等

例3、从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的7/16，求塔高。

【解析】方法一：

　　　画出石子的运动草图。

设石下落的总时间为t，塔高为H，则下落距离为塔高的9/16时经过时间（t-1），根据自由落体运动的位移公式：

……①

……②

解①、②两式得：

t=4s　H=80m

方法二：

设石子落地前最后一秒的初速度为V，则落体瞬间的速度为V+g

根据有：

　……①

　　②

解①、②得：

V=30m/s，H=80m

方法三：

画出物体做自由落体运动的图象，如图所示。

三角形OMN的面积表示石子在前t-1秒内下降的高度。

大三角形的面积表示塔高。

根据面积比等于相似比的平方，应有：

　得：

t=4s

再根据　　　　　得：

H=80m。

【答案】80m

【点评】由于本章公式多，解题方法很多，通过本题体会一题多解的思路，既锻炼了应用公式的能力，又体会到学习物理的方法。

并且要会应用图象解决物理问题的思维方法。

【变试训练】物体从高h处自由下落，它落到地面前的1s内共下落了35m，求物体下落的高度及下落的时间。

五、巩固练习

1．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．物体只在重力作用下从静止开始下落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

2．关于重力加速度的说法中正确的是（）

A．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢

B．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小

C．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢

D．轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地

3．甲、乙两物体分别从10m和20m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是（）

　　A.落地时甲的速度是乙的1/2

　　B.落地的时间甲是乙的2倍

　　C.下落1s时甲的速度与乙的速度相同

　　D.甲、乙两物体在最后1s内下落的高度相等

4．图1所示的各v－t图象能正确反映自由落体运动过程的是（）

5．从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将（）

　　A.保持不变B.不断增大

　　C.不断减小D.有时增大，有时减小

6．质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求

1、经过多长时间落地？

2、第一秒和最后一秒的位移。

3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。

7．人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间，该时间越小说明人的反应越灵敏，反应时间可用自由落体运动来测试：

请一同学用两个手指捏住直尺的顶端，你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。

当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺，测了直尺下落的高度为10cm，那么你的反应时间是多少？

【能力拓展】

1.两个物体用长L＝9.8m的细绳连接在一起，从同一高度以1s的时间差先后自由下落，当绳子拉紧时，第二个物体下落的时间是多少?

2.一矿井深为125m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球。

当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，求：

（1）相邻两个小球开始下落的时间间隔；

（2）这时第3个小球和第5个小球相隔的距离。

（g=10m/s2）

【课后作业】

为了测出井口到里水面的深度，让一个小石块从井井口落下，经过2s后听到石块落到水里的声音。

求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）

2019-2020年高考物理讲重力义新人教版

温故自查

1．力的概念：

力是．

2．力的性质：

（1）力不能离开而独立存在；

（2）力是物体之间的作用；（3）力是，既有大小又有方向．

3．力的作用效果：

（1）使物体发生；

（2）改变物体的，使物体产生．

物体对物体的作用

物体

相互

矢量

形变

运动状态

加速度

4．力的三要素：

（1）；

（2）；（3）．

5．力的表示方法：

（1）力的图示；

（2）物体受力的示意图．

大小

方向

作用点

考点精析

1．力的基本特性

（1）物质性：

由于力是物体对物体的作用，所以力是不能脱离物体而独立存在的，任意一个力必然与两个物体密切相关，一个是其施力物体，另一个是其受力物体．

（2）矢量性：

力不仅有大小，而且有方向，在相关的运算中所遵从的是平行四边形定则．

（3）瞬时性：

所谓的力的瞬时性特征，指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生的．

（4）独立性：

力的独立性特征指的是某个力的作用效果与其他力是否存在毫无关系，只由该力的三要素来决定．

（5）相互性：

力的作用总是相互的，物体A施力于物体B的同时，物体B也必将施力于物体A.而两个物体间相互作用的这一对力总是大小相等，方向相反，作用线共线，分别作用于两个物体上，同时产生，同种性质等关系．

2．力的分类

（1）按力的性质分

可分为万有引力（包含重力）、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等．

（2）按力的作用效果分

可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等．

（3）按作用方式分

可分为场力和接触力，万有引力、电磁力等均属于场力，弹力、摩擦力等均属于接触力．

（4）按研究对象分

可分为外力和内力．

注意　该知识点在“受力分析”中应注意“受力分析”分析的是性质力，不是效果力．如：

对做圆周运动的物体进行受力分析，不能添加“向心力”，因“向心力”是效果力．对确定的研究对象进行受力分析，分析的是“外力”，不是“内力”.

温故自查

重力的

产生

由于对物体的吸引而使物体受到的力

注意：

在地球表面附近可近似认为重力等于.

重力的

大小

G＝.

可用.

注意：

（1）物体质量不会变

（2）G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的

地球

万有引力

mg

弹簧秤测量

重力的

方向

总是的

注意：

竖直向下是和

垂直，不一定和接触面垂直

重心

因为物体各部分都受重力作用，可认为重力作用集中于即为物体的重心

（1）影响重心位置的因素：

①物体的；②物体的.

（2）确定方法：

注意：

重心的位置不一定在物体上

竖直向下

水平面

一点

形状

质量分布

悬挂法

考点精析

1．重力与万有引力的联系

（1）如图所示为地面上物体所受重力的示意图．

万有引力F引指向地心，它的分量F向垂直于地轴，给物体提供随地球自转的向心力．F引另一个分量是物体的重力G.若不计自转效应，则近似地认为mg＝

（2）重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力．

（3）在赤道上时，重力等于万有引力减去向心力，即F引＝G＋F向．

（4）在两极时重力等于物体所受到的万有引力，在地球上其他位置时，重力不等于万有引力．

2．重心

（1）概念：

物体的各部分都受重力的作用，我们可以认为各部分受到的重力都集中于一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心．重心概念的实质是从作用效果上命名的，是一种等效的处理方法．

（2）测量：

物体的重心可用悬挂法测出（二力平衡原理），但也不是说，所有物体的重心都可用悬挂法测出，一般适用于薄板等．

（3）几种情况的重心位置：

①质量分布均匀，有规则形状的物体的重心在几何中心．

②均匀杆或链的重心，随其形状变化而变化．

③重心不一定在物体上，如匀质环．

④质量分布不均匀的物体，重心位置除跟物体的形状有关外，还与物体的质量分布情况有关．例载重汽车的重心，随所装货物多少和装载位置的变化而变化．

（4）几何上所讲的重心，是三条中线的交点，不是物理概念中的重心，同时注意“重心”也不能认为是“中心”.

温故自查

1．产生条件

（1）两物体；

（2）发生；两者缺一不可，并且弹力和形变同时，同时．

形变

接触

产生

消失

2．弹力的方向

（1）轻绳和细线的拉力指向它们收缩趋势的方向．

（2）点与平面、平面与平面接触处的弹力

（若是曲面则垂直于接触处的公切面）指向

的物体．

（3）弹簧的弹力方向：

总是沿指向恢复原长的方向．

沿绳和线

垂直于平面

被压或被

支持

中心轴线

3．弹力的大小

（1）弹力在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定律：

F＝kx.式中k为劲度系数，其大小由弹簧本身的决定（即：

材料、匝数、粗细），x为，并非原长或总长．

（2）一般情况下，应根据物体的运动状态，利用

或来计算．

因素