课时4 自由落体运动 核心 目标 1.了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法,认识其在科学发展和人类进步上的重大意义. 2.通过实验探究自由落体运动,知道物体做自由落体运动的条件、规律,了解重力加速度,掌握其大小、方向. 考向1 自由落体运动规律的应用 1.自由落体运动是初速度v0=0,加速度a=g的匀加速直线运动,它只是匀变速直线运动的特例.规律比较如下 匀变速直线运动的一般规律 自由落体运动规律 速度公式 v=v0+at __v=gt__ 平均速度公式 = = 位移公式 x=v0t+at2 __h=gt2__ 位移与速度的关系 v2-v=2ax v2=2gh 推论 Δx=aT2 Δh=gT2 2.自由落体运动的图像 自由落体运动的v-t图像(如图所示)是一条过原点的倾斜直线,斜率k=g. 3.自由落体运动的三点注意 规律相同 任何物体做自由落体运动时,运动规律相同 运动速度 由v=gt知,运动时间越长,速度越大,运动速度与时间成正比 由v=知,下落高度越大,速度越大,__下落高度__决定速度的大小 下落时间 由h=gt2得t=,即自由落体运动的时间由下落的__高度__决定 (2025·梅州期末)荒野有一古井,年久荒废,近乎枯竭,探险家运用自由落体运动的知识估算其深度,他在井口处自由放下一石子,过了1.4 s听到了石子落到井底的声音.取g=10 m/s2,不计声音传播的时间,则这口古井的深度约为( C ) A.11.8 m B.10.8 m C.9.8 m D.8.8 m 解析:这口古井的深度约为h=gt2=×10×1.42 m=9.8 m,故选C. (2025·大湾区期末)某校物理兴趣小组,为了了解高空坠物的危害,将一只鸡蛋从离地面20 m高的高楼面由静止释放,鸡蛋下落途中用Δt=0.2 s的时间通过一个窗口,窗口的高度为2 m,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,求: (1) 鸡蛋从释放到落地所用的时间及落地前瞬间速度的大小. (2) 鸡蛋经过窗口上边沿瞬间速度的大小. 答案:(1) 2 s 20 m/s (2) 9 m/s 解析:(1)根据自由落体运动位移与时间的关系h=gt2,代入数据解得t=2 s 鸡蛋落地瞬间的速度大小为v=gt=20 m/s (2) 由题意知,窗口的高度为Δh=2 m 设鸡蛋经过窗口上沿的速度为v1,根据匀变速直线运动规律,则有Δh=v1Δt+g(Δt)2 联立解得v1=9 m/s. 考向2 轻重不同的物体下落快慢的研究 1.打点计时器法 (1) 利用如图所示装置,让重物自由下落打出点迹清晰的纸带. (2) 对纸带上计数点间的距离x进行测量,利用__g=__,求出重力加速度. 2.频闪照相法 (1) 频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次,利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置(如图所示). (2) 根据匀变速运动的推论Δh=gT 2可求出重力加速度g=,也可以根据v==,求出物体在某两个时刻的速度,由g=,可求出重力加速度g. 3.滴水法 (1) 如图所示,让水滴自水龙头滴下,在水龙头正下方放一个盘,调节水龙头,让水一滴一滴地滴下,并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间,第二滴水正好从水龙头口开始下落,并且能依次持续下去. 用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h,再测出每滴水下落的时间T,当听到某一滴水滴落在盘上的同时,开启停表开始计时,之后每落下一滴水依次数1、2、3、…,当数到n时按下停表停止计时,读出停表示数t,则每一滴水下落的时间为T=,由h=gT2得g==____. (2) 由于h=gT 2,则h∝T2.因此,也可改变h,多次测量,作出h-T2图像,利用图线的斜率来求重力加速度且结果更准确. (2025·肇庆期中)小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下: 甲 乙 ① 在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴地落下. ② 用频闪仪发出的闪光将 ... ...
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