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第二单元第二单元 匀变速直线运动规律应用匀变速直线运动规律应用第第3课时课时 自由落体运动自由落体运动 必修1 第一章运动描述探究匀变速直线运动规律1/302/30基础回顾基础回顾考点一自由落体运动1自由落体运动定义物体只在_作用下从_开始下落运动，叫做自由落体运动2自由落体运动特点(1)v0_.(2)加速度符号为g.在地球表面取g_ m/s2，在粗略计算中经常取g_m/s2.答案：1重力静止 2(1)0(2)9.8103/30(3)重力加速度方向_(4)它是一个_直线运动3自由落体运动公式：_；s _；_.4重力加速度改变(1)随地球纬度增大，重力加速度略微_；在地球两极重力加速度最_(2)伴随物体离地面高度增大，重力加速度会_5伽利略对自由落体运动研究方法，是从_.答案：(3)竖直向下(4)匀加速 3gt 2gs4/30答案：4(1)增大大(2)减小 5提出假设数学推理试验观察 合理推理修正推广5/30关键点深关键点深化化1自由落体运动要满足条件自由落体运动实际上是物理学中理想化运动，只有满足一定条件下才能把实际落体运动看成是自由落体运动第一，物体只受重力作用，假如还受到空气阻力作用，那么空气阻力与重力相比能够忽略不计；第二，物体必须从静止开始下落，即初速度为零必须是从静止开始算起自由下落过程才是自由落体运动，从中间取一段运动过程不是自由落体运动2自由落体运动中处理问题主要特点(1)初速度为零匀加速直线运动导出规律都适用；(2)连续相等时间内位移增加量相等，即sgt2；(3)一段时间内平均速度6/303什么是科学探究过程什么是科学探究过程科学探究过程普通是从现象观察中说出问题，然后对问题原因做出假设，利用逻辑得出推论，看能否解释新试验事实，再对假说进行修正和推广，或重新建立新理论7/30基础回顾基础回顾考点二竖直上抛运动竖直上抛运动定义及特点不计空气阻力，以一定_竖直向上抛出物体运动叫做竖直上抛运动其加速度也为g.竖直上抛运动在上升阶段是_运动；在下降阶段是_运动答案：初速度匀减速自由落体8/30关键点深关键点深化化1两种常见处理方法两种常见处理方法(1)分段法：将上升阶段看作初速度为v0、末速度为0、加速度为g匀减速直线运动，下落阶段为自由落体运动(2)一体化法：将上升阶段和下落阶段统一看成是初速度向上、加速度向下匀减速直线运动v00，a0.公式：vtv0gt；sv0t gt2;2gs.2两个推论两个推论(1)上升最大高度hm.；(2)上升最大高度所需时间tm.9/303两个性质两个性质(1)因为下落过程是上升过程逆过程，所以物体在经过同一位置时，上升速度和下落速度大小相等(2)物体在经过同一段高度过程中上升时间和下落时间相等10/3011/30题型一自由落体运动中局部与整体处理处理自由落体运动问题时，对整体与局部，局部与局部过程相互关系分析，是解题主要步骤 从某电视塔塔顶附近平台上释放一个小球，不计空气阻力和风作用，小球自由下落若小球在落地前最终2秒位移是80 m，则该平台到地面高度是多少？(g10 m/s2)12/30点拨：依据题意画出运动草图如右图所表示，初位置记为A位置，(t2)秒时记为B位置，落地点为C位置不难看出既能够把BC段看成整体过程AC与局部过程AB差值，也能够把BC段看做是物体以初速度vB和加速度g向下做2 s匀加速运动，而vB可看成是局部过程AB末速度但把下部转到上部处理可省求经过B点速度，仅用位移公式即可，保持思绪连贯性，不易失误13/30解析：设物体从平台A落到地面所经历时间为t，经过位移为H；物体在(t2)秒内位移为h.因为v00，所以有H gt2h g(t2)2由题意：Hh80 m由解得：t5 s，H125 m答案：125 m14/30题型训练题型训练1上列中，请同学们从上而下先列式确定物体经过B点速度，再对最终2 s依据位移公式列式，解方程组求出结果解析：由vat，得：vBg(t2)由xv0t at2，得：hBCvBtBC 两式解得：t5 s，H125 m.15/30题型二自由落体运动规律灵活应用对于初速为零匀加速直线运动规律和相关推论，一样适合用于自由落体运动 屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m窗子上、下沿，如右图所表示，问：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水时间间隔是多少？16/30解析：如右图所表示，假如将这5滴水运动等效为一滴水自由落体，而且将这一滴水运动全过程分成时间相等4段，设时间间隔为T，则这一滴水在0时刻，1T s末、2T s末、3T s末、4T s末所处位置，分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处位置，据此可作出解答方法一方法一利用基本规律求解设屋檐离地面高为s，滴水间隔为T.由位移公式s gt2得：第2滴水位移s2 g(3T)2第3滴水位移s3 g(2T)2又：s2s31 m联立三式，解得：T0.2 s所以s g(4T)23.2 m.17/30方法二方法二利用百分比法求解(1)因为初速为零匀加速直线运动从开始运动起，在连续相等时间间隔内位移比为1357，据此令相邻两水滴之间间距从上到下依次是S3 S5 S7 S，如右图所表示显然，窗高为5 S，即5 S1 m，得：S0.2 m.屋檐总高：sS3 S5 S7 S16 S3.2 m.(2)依据s gt2，得：t0.8 s.滴水时间间隔：T 0.2 s.答案：(1)3.2 m(2)0.2 s互动探究：本例题还有其它解法吗？请你开展讨论探究18/30题型训练题型训练2如图所表示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪摄影机在同一底片上屡次曝光，得到了图中1、2、3、4、5所表示小球运动过程中每次曝光位置连续两次曝光时间间隔均为T，每块砖厚度为d.依据图中信息，以下判断错误是()A位置“1”是小球释放初始位置B小球做匀加速直线运动C小球做自由落体运动D小球下落加速度为19/30解析：因为小球下落间隔不符合1357，但间隔之差相等，都为d，故小球做初速不为零匀加速直线运动(不能必定是自由落体运动)，依据daT2，得下落加速度a.答案：AC20/30题型三探究跳水等体育运动物理问题 我们在观看北京奥运会10米双人跳台比赛中，经常看到因两人起跳存在时间差而使动作不能同时，双方距离越来越大(以下列图所表示)，这么得分也自然不高假设两人起跳时间差为0.1 s，离开跳台后都马上做自由落体运动，试计算第一个人在双手入水瞬间双方存在高度差(g取10 m/s2，双方身高一样，人重心位于手到脚长度中点，结果保留二位有效数字)21/30解析：设先起跳者从跳起到双手入水时间为t1，由题意知其位移为h110 m依据自由落体运动规律：h1由此知道后起跳者对应空中时间：t2t10.11.3 s(或1.31 s)后起跳位移：h2 101.32 m8.5 m(或8.6 m)在第一个人双手入水瞬间双方存在高度差：hh1h21.5 m(或1.4 m)答案：1.5 m(或1.4 m)22/30点评：本题是一道跳水运动物理问题首先要知道把运动员看作质点，不考虑动作要素；其次要把运动员运动看作自由落体运动前一点要自己了解，后一点题作了说明，因为跳水项目中还有竖直上抛情况再次，本题包括追及问题，故要充分利用好公式23/30 题型训练题型训练2.（普宁二中月考）在广州亚运会中，中国蹦床名将黄珊汕蝉联亚运金牌，如图所表示，从黄珊汕离开蹦床瞬间开始可看作竖直上抛运动（）A.抵达最高点时速度为零，加速度也为零B.抵达最高点时速度为零，加速度不为零C.上升过程与下落过程平均速度相同D.它回到蹦床时速度与刚跳起时速度相同解析：解析：黄珊汕在最高点速度为零，仅受重力作用，故加速度为重力加速度，A错B正确；在上升过程与下降过程，速度（或平均速度）方向不一样，故C、D错误.答案：B24/30解析：何雯娜抵达最高点时速度为零，但仅受重力作用，故加速度不为零，B正确；因为速度是矢量，即使上升过程与下落过程平均速度大小相同及当她回到蹦床时速度与刚跳起时速度大小相同，但方向相反，故CD都是错误答案：B25/3026/30警示对惯性了解不深刻，造成看不到题中隐含条件 气球以10 m/s速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17 s抵达地面求物体刚脱离气球时气球高度(g10 m/s2)错解：物体从气球上掉下来抵达地面这段距离即为物体脱离气球时，气球高度因为物体离开气球做自由落体运动，依据h gt2，代入数字解得：h1445 m所以物体刚脱离气球时，气球高度为1445 m.27/30分析纠错：因为对惯性了解不深刻，造成对题中隐含条件即物体离开气球时含有向上初速度忽略误认为v00.实际物体随气球匀速上升时，物体含有向上10 m/s速度当物体离开气球时，因为惯性，物体继续向上运动一段距离，在重力作用下做匀变速直线运动本题既能够用整体处理方法也能够分段处理下面介绍整体处理方法，其它方法自己探究28/30可将物体运动过程视为匀减速直线运动依据题意画出运动草图如图所表示要求向下方向为正，则v010 m/s，g10 m/s2，t17 s.依据hv0t gt2代入数字解得：物体刚掉下时离地1275 m.答案：1275 m29/30祝祝您您30/30