2.3 自由落体运动的规律 学案(含答案)
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1、2.3 自由落体运动的规律自由落体运动的规律 学习目标 1.知道物体做自由落体运动的条件, 知道自由落体加速度的大小和方向.2.掌握自 由落体运动规律,并能解决相关实际问题.3.会通过实验探究自由落体运动的规律,测量自由 落体加速度 一、自由落体加速度 1 定义: 在同一地点, 一切物体自由下落的加速度都相同, 这个加速度叫做自由落体加速度, 也叫做重力加速度,通常用 g 表示 2方向:竖直向下 3大小 (1)在地球表面,g 值随纬度的增大而逐渐增大 (2)一般取值:g9.8_m/s2或 g10_m/s2. 二、自由落体运动的规律 1自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线
2、运动 2匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动 3自由落体运动的速度、位移与时间的关系式:vtgt,h1 2gt 2,速度与位移的关系式:v t 2 2gh. 1判断下列说法的正误 (1)重的物体总是比轻的物体下落得快( ) (2)在空气中由静止释放的物体都做自由落体运动( ) (3)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动( ) (4)自由落体加速度的方向垂直地面向下( ) 2质量为 2m 的物体 A 从高 h 处自由下落,质量为 m 的物体 B 从高1 4h 处自由下落,不计空 气阻力,则 A、B 两物体下落的加速度之比为_;下落时间之比为 tAtB_; 落地前瞬间的速度之比
3、vAvB_. 答案 11 21 21 一、自由落体加速度 导学探究 自由落体运动是一个初速度为零的匀加速直线运动,你知道它的加速度的大小 和方向吗? 答案 加速度用符号 g 表示,大小约为 9.8 m/s2,方向竖直向下 知识深化 (1)方向:总是竖直向下,但不一定垂直地面; (2)大小:在同一地点,重力加速度都相同 地球上纬度不同的地点重力加速度不同,其大小随纬度的增加而增大,赤道上最小,两极 处最大,但各处的重力加速度都接近 9.8 m/s2,一般计算中 g 取 9.8 m/s2或 10 m/s2. (多选)关于自由落体加速度,下列说法正确的是( ) A物体的质量越大,下落时加速度就越大
4、B在同一高度同时由静止释放一大一小两个金属球,二者同时着地,说明二者运动的加速 度相同,这个加速度就是当地的自由落体加速度 C北京的自由落体加速度为 9.8 m/s2,说明在北京做自由落体运动的物体每经过 1 s 速度增 加 9.8 m/s D北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下 答案 BCD 解析 自由落体运动是忽略空气阻力的运动,无论质量大小,下落时加速度都是 g,选项 A 错误;在同一高度释放的金属球受到的空气阻力远小于小球的重力,金属球的运动可视为自 由落体运动,故球运动的加速度为当地自由落体加速度,选项 B 正确;加速度的大小等于单 位时间内速度的变化, 当地自由落体加速度为 9
5、.8 m/s2, 则物体在该处做自由落体的过程中, 每秒速度都增加 9.8 m/s,选项 C 正确;地球表面各处的自由落体加速度值大小略有差别,其 方向均竖直向下,选项 D 正确 二、自由落体运动的规律 1自由落体运动的基本公式 匀变速直线运动规律 特例 自由落体运动规律 vtv0at sv0t1 2at 2 v00 ag vtgt h1 2gt 2 2匀变速直线运动的一切推论公式,如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度 为零的匀加速直线运动的比例式,都适用于自由落体运动 (2019 永安一中月考)从离地面 500 m 处自由落下一个小球,不计空气阻力,取 g 10 m/s2,求:
6、(1)小球落到地面需要的时间; (2)自开始下落计时,小球在第 1 s 内的位移大小和最后 1 s 内的位移大小; (3)下落时间为总时间一半时的位移大小 答案 (1)10 s (2)5 m 95 m (3)125 m 解析 (1)小球做自由落体运动,根据 h1 2gt 2 可得 t 2h g 2500 10 s10 s. (2)第 1 s 内的位移 h11 2gt1 21 2101 2 m5 m 前 9 s 内的位移 h91 2gt9 21 2109 2 m405 m 最后 1 s 内的位移 hhh9500 m405 m95 m. (3)tt 25 s 位移 h51 2gt 21 2105
7、2 m125 m. 针对训练 (2019 扬州中学月考)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验,让一个质量 为 1 kg 的小球从一定的高度自由下落,测得在第 5 s 内的位移是 18 m(未落地),则( ) A小球在 2 s 末的速度是 20 m/s B小球在第 5 s 内的平均速度是 3.6 m/s C该星球上的重力加速度为 5 m/s2 D小球在前 5 s 内的位移是 50 m 答案 D 解析 小球在第 5 s 内的位移是 18 m,则第 5 s 内的平均速度 v18 m/s,B 错误;第 5 s 内 的平均速度等于 4.5 s 时刻的速度,故该星球上,宇航员所在处的重力加速度 g01
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