专题强化三 自由落体 学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修一素养提升学案 第二章 匀变速直线运动的研究 专题强化三 自由落体运动 【专题解读】 1.自由落体运动 2. 几类特殊问题 （1）“水滴下落”类问题 像水滴下落这样从同一位置开始、间隔相等时间、依次做自由落体运动的物体在空间形成不同间距的问题，可将若干个物体在某一时刻的排列情形等效成一个物体在不同时刻的位置，这就类似于研究匀变速直线运动时打点计时器打下的纸带上的点，由此可以用Δx＝aT2、初速度为零的匀变速直线运动的比例关系或者平均速度法进行求解。 （2）“落杆”类问题 由于物体有一定的长度，故物体经过某一点不是一个瞬间，而是一段时间，解决这类问题的关键是选准研究过程，找准与这段研究过程的起点和终点相对应的位移，解答过程中应借助运动示意图，搞清楚物体运动的过程，从而达到解决问题的目的。　 【高考题剖析】 【典例】（2021高考新课程湖北卷）2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为（　　） A.0.2 s B.0.4s C.1.0 s D.1.4s 【参考答案】B 【解题思路】根据自由落体运动规律，5=，5+5=，联立解得t2=0.4s，选项B正确。 【针对性训练】 一、选择题 1 甲物体的质量是乙物体的5倍，甲从高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下。不计空气的影响，在它们落地之前，下列说法中不正确的是(　　) A.两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大 B.下落1 s末，它们的速度相同 C.各自下落1 m时，它们的速度相同 D.下落过程中甲的加速度比乙的加速度大 答案　AD 解析　因为甲、乙物体同时做自由落体运动，下落过程中甲和乙的加速度相同，都为重力加速度，t时刻甲、乙的速度分别为v甲＝gt，v乙＝gt，所以两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度与乙的速度相等，A、D错误；下落1 s末，它们的速度相同，B正确；由v＝知各自下落1 m时，它们的速度相同，C正确。 2 科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动一样，对出现的这种现象，下列描述正确的是(g＝10 m/s2)(　　) A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB＜tBC＜tCD B.间歇发光的间隔时间是 s C.水滴在相邻两点之间的位移满足xAB∶xBC∶xCD＝1∶3∶5 D.水滴在各点速度之比满足vB∶vC∶vD＝1∶4∶9 答案　BC 解析　若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，看到水滴似乎不再下落，知相邻两个点的时间间隔相等，根据Δx＝g(Δt)2，则Δt＝＝ s＝ s，故A错误，B正确；初速度为零的匀加速直线运动，在相邻相等时间内的位移之比为1∶3∶5，故C正确；根据v＝gt得，vB∶vC∶vD＝1∶2∶3，故D错误。 3 某小物体以v0＝40 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2，抛出时刻t＝0，则下列说法正确的是(　　) A.物体在t＝3 s时速度为70 m/s B.前3 s内物体的位移大小为75 m C.前5 s内物体的路程为85 m D.前5 s内物体的速度变化量的大小为30 m/s 答案　BC 解析　由v＝v0－gt可得物体抛出后t＝3 s时的速度v＝40 m/s－10×3 m/s＝10 m/s，A错误；由x＝v0t－gt2可求得前3 s内物体的位移大小为x＝75 m，B正确；物体到达最高点的时间t1＝＝4 s，之后物体做自由落体运动，所以前5 s内的路程为s＝gt＋g(t′－t1)2＝85 m，C正确；前5 s内速度变化量的大小Δv＝gt′＝50 ... ...