高物輔導系列(6)探究自由落體運動及其規律

教學目標：1.理解自由落體運動的定義和規律，知道影響物體下落快慢的因素。2.能夠使用實驗儀器獲取自由落體運動的運動軌跡，并自主進行分析。3.知道自由落體的加速度及其方向，了解重力加速度在不同地方的大小差異。4.掌握從勻變速直線運動的規律推導自由落體運動規律，并能夠應用自由落體規律解決實際問題。教學重點：1.自由落體運動的定義和規律。2.從勻變速直線運動的規律推導自由落體運動規律。教學難點：1.自由落體運動的加速度及其方向。2.應用自由落體規律解決實際問題。自由落體運動是指物體在無阻力情況下，受重力作用下從一定高度自由下落的運動。影響物體下落快慢的因素有物體質量和高度。自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，其加速度稱為重力加速度，大小為9.8m/s2，方向為豎直向下。為了獲取自由落體運動的運動軌跡，可以使用打點計時器或其他實驗儀器，并自主進行分析。自由落體的加速度及其方向是重力加速度，即豎直向下。需要注意的是，在不同地方，重力加速度的大小可能會有所不同。從勻變速直線運動的規律可以推導出自由落體運動規律。自由落體運動的規律表達式包括速度表達式v=gt、位移表達式s=1/2gt2和位移與速度的關系v2=2gs。需要注意的是，自由落體運動的規律適用于初速度為零的勻變速直線運動。練習題：1.正確的選項是B，乙是x-t圖象。2.正確的選項是A，導彈在0~1秒內勻速上升。頻閃攝影是研究變速運動的常用實驗手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態，頻閃儀每隔一定時間發出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體。這樣，膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。下圖是小球自由下落時的頻閃照片，頻閃儀每隔0.04秒閃光一次。我們需要判斷小球的運動是否是勻變速運動，并計算出加速度大小。在照片中，數字表示小球距起落點的距離，單位為厘米。重力加速度是由地球對物體的吸引力導致的。它的大小與物體所處的位置和距離地面的高度有關。在地球表面上，重力加速度隨著緯度的增加而增大，但在赤道處最小，在兩極處最大，但差別很小。在地面上的同一地點，隨著高度的增加，重力加速度減小。在一般的高度范圍內，我們可以認為重力加速度的大小不變。重力加速度的方向是豎直向下的，由于地球是一個球體，所以地球上各處的重力加速度的方向是不同的。自由落體運動是指物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。在自由落體運動中，物體的速度和位移的規律可以用公式來描述：速度公式為v=gt，位移公式為s=1/2gt^2，速度和位移的關系可以用速度-時間圖象來描述，直線的斜率為重力加速度的數值，即tanα=g，圖線與橫軸所圍面積為位移的大?。磮D中的陰影部分）。在例1中，正確的說法是D。在例2中，我們需要知道重力加速度和物體下落的時間，才能求出物體下落的高度和總時間。在變式訓練2中，為了求出塔的高度，我們需要知道重力加速度和石子落至地面所經歷的時間。例3一位同學進行了“用打點計時器測量自由落體的加速度”實驗。實驗中可選用的器材有鐵架臺、電火花計時器及碳粉紙、電磁打點計時器及復寫紙、紙帶若干、220V交流電源、低壓直流電源、天平、秒表、導線、電鍵。不必要的器材是電火花計時器及碳粉紙，缺少的器材是電磁打點計時器及復寫紙。在挑選了較為理想的一條紙帶后，該同學在紙帶上標記了開始打的第一個點A，隨后連續的幾個點依次標記為B、C、D、E和F，并測量出各點間的距離。為求紙帶的加速度，我們可以利用自由落體的運動學公式s=1/2gt^2，其中s為下落的距離，g為重力加速度，t為時間。在紙帶上，我們可以通過測量兩個點之間的距離和時間來計算出下落的距離和時間，從而求出加速度。具體計算公式為g=2(s2-s1)/(t2-t1)^2，其中s1和s2為兩個點之間的距離，t1和t2為兩個點之間的時間間隔。根據上述公式，我們可以設計表格記錄需要的數據，并計算出紙帶下落的加速度。在計算過程中，需要注意保留兩位有效數字。誤差的來源可能包括儀器誤差、人為誤差以及環境誤差等。為減小誤差，我們可以采取多次測量取平均值、提高儀器精度、注意操作技巧等方法?！倦S堂演練】1.一個自由下落的物體，前3s內下落的距離是第1s內下落距離的6倍。2.甲、乙兩球從同一高度相隔1秒先后自由落下，在下落過程中，兩球的距離越來越大。3.關于自由落體運動，正確的說法是自由落體運動是豎直方向上的勻加速直線運動。4.自由落體運動的v-t圖象應是左邊圖的直線，右邊圖的曲線。一對一培訓教案態度決定高度，細節決定成敗1.關于自由落體運動，以下哪個說法是正確的？A.不同物體做自由落體運動，它們的運動規律是不同的。B.自由落體運動的加速度與物體的質量大小無關。C.物體在空氣中從靜止開始下落的運動一定都是自由落體運動。D.自由落體運動是初速度為0，加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動。2.一物體從高度H自由下落，經時間t落地，則當它下落時，離地的高度為多少？A.H/2B.H/3C.H/4D.H/2t^23.以下哪個速度-時間圖象是自由落體運動的正確圖象？4.自由下落的物體，自起點開始依次下落三段相等位移所用時間之比是多少？A.1:3:5B.1:4:9C.1:2:3D.1:1:15.一個物體從某一高度做自由落體運動，已知它第1秒內的位移為它最后1秒內位移的一半，g取10m/s^2，則它開始下落時距地面的高度為多少？A.5mB.11.25mC.20mD.31.25m6.自由下落的物體第n秒內通過的位移比第(n-1)秒內通過的位移多多少？A.10mB.5(2n+1)mC.3(n+1)mD.2m(n-1)7.甲物體的重力比乙物體的重力大5倍，甲從高度H處自由落下，乙從2H處同時自由落下。以下哪個說法是正確的？A.兩物體下落過程中，同一時刻甲的速率比乙大。B.下落1秒末，它們的速度相等。本文似乎是一份物理題目，與“培養成功素質助力國家未來一對一培訓教案態度決定高度，細節決定成敗”這個主題不太相關。建議重新撰寫一份與主題相關的文章。改寫每段話：1.標題：培養成功素質助力國家未來2.段落1：態度決定高度，細節決定成敗。3.段落2：本周作業。4.段落3：教學主管日期、時間。5.段落4：上周作業完成情況。6.段落5：學生簽名。7.建議重新撰寫一份與主題相關的文章。月球并從高度為10m的懸崖上拋出一個小球，則小球的下落時間約為()A．1sB．1.5sC．2sD．2.5s補充習題以下是一些物理學的基礎練習題，供同學們鞏固知識點。1.下列哪個物體可以視為自由落體運動？A.下落的樹葉B.運動員投出的籃球C.從水龍頭上滴落的水D.從水面自由落到水底的石子2.為什么一個小鐵球和一根羽毛同時從同一高度下落時，總是鐵球先落地？A.鐵球比羽毛重B.鐵球比羽毛密度大C.羽毛受到的空氣阻力大，與其重力相比不可忽略D.鐵球的速度比羽毛的大3.在真空中，將羽毛和蘋果同時從同一高度由靜止釋放，并拍下頻閃照片，下列哪張照片符合事實？(圖片無法顯示)4.假設從高空每隔一段時間釋放一個小鋼球，空氣阻力很小，相對小鋼球的重力可以忽略不計。這些球在沒有落地前，從下落點向下的分布情況是什么？A.越來越密集B.越來越稀疏C.均勻分布D.無法判斷5.關于自由落體加速度的說法中，哪個是正確的？A.任何物體下落時的加速度都是10m/s2B.物體自由下落時的加速度稱為自由落體加速度C.不同地區的自由落體加速度一定相同D.自由落體加速度的方向總是垂直向下的6.水滴由屋頂自由下落，經過最后2m所用的時間是0.15s，則屋頂高度約為多少？A.10mB.12mC.14mD.15m7.從高處釋放一小球甲，經過0.5s從同一地點再釋放小球乙，在兩小球落地前，它們間的距離和速度之差會怎樣變化？A.它們間的距離保持不變B.它們間的距離不斷減小C.它們間的速度之差不斷增大D.它們間的速度之差保持不變8.一根長度一定的繩子兩端各拴一個球，用手拿住上面的球在二樓陽臺外側由靜止釋放，兩球先后落到地面的時間差為t?。若在五樓陽臺同樣靜止釋放，兩球先后落到地面的時間差為t?，則哪個是正確的？A.t?=t?B.t?>t?C.t?<t?D.無法確定9.一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB。已知曝光時間為1秒，則小石子出發點離A點約為多少米？(g取10m/s2)(圖片無法顯示)10.科學研究發現：在月球表面沒有空氣，重力加速度約為地球表面處重力加速度的1/6。若宇航員登上月球并從高度為10m的懸崖上拋出一個小球，則小球的下落時間約為多少秒？A.1sB.1.5sC.2sD.2.5s6月球后，在空中同一高度處同時釋放羽毛和鉛球，忽略其他影響，哪個說法正確？A.羽毛將加速上升，鉛球將加速下降。B.羽毛和鉛球都將下落，且同時落到月球表面。C.羽毛和鉛球都將下落，但鉛球先落到月球表面。D.羽毛和鉛球都將下落，且落到月球表面的速度相同。正確答案為C。關于自由落體運動的說法哪個正確？A.物體從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。B.物體在只有重力作用下的運動叫做自由落體運動。C.自由落體運動是初速度為零，僅受重力作用的運動。D.在有空氣的空間里，如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，物體由靜止的下落運動就可以近似看做是自由落體運動。正確答案為C和D。甲物體的重力是乙物體的3倍，不計空氣阻力，它們在同一高度處同時下落，哪個說法正確？A.甲比乙先著地。B.甲比乙的加速度大。C.甲、乙同時著地。D.甲、乙的加速度相同。正確答案為D。關于自由落體運動的說法哪個正確？A.物體從靜止開始下落的運動叫自由落體運動。B.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。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動。D.從靜止開始下落的小鋼球，所受空氣阻力對其運動影響很小，可以忽略，可以看成自由落體運動。正確答案為D。物體甲的質量是乙的2倍，物體甲從H高處、乙從2H高處同時自由落下，在它們均未著地的過程中，哪個說法正確？A.下落過程中，物體甲的加速度比乙的大。B.下落過程中，同一時刻甲的速度比乙的大。C.下落1s后，它們的速度相等。D.各自下落1m時，它們的速度相等。正確答案為A和D。從塔頂自由下落一石子，除需要知道重力加速度以外，還需要知道哪一項才能求出塔高？A.石子從下落到落地所經歷的時間。B.最后1s內石子的位移。C.最初1s內石子的位移。D.第1s末的速度和地2s末的速度。正確答案為A。1591年，伽利略和他的兩個學生帶著兩個不同質量的鉛球（一個是另一個重量的10倍）登上了高為54.5米的比薩斜塔的頂部，自由釋放這兩個小球，結果兩個球在同一瞬間砸向地面，伽利略這個實驗意在說明：輕、重物體下落的速度一樣。有同學提出，伽利略做的“兩個鐵球同時落地”的實驗存在問題，因為物體在空氣中下落時會受到空氣阻力的影響。實際實驗中，重的物體似乎下落得