2010年高中物理自主学习同步讲解与训练-自由落体运动规律的探究及习题类型的归纳与总结.doc

自由落体运动规律的探究及习题类型的归纳与总结 ? 二. 学习目标： 1、重点掌握自由落体运动的规律特点。 2、了解在探究自由落体运动问题过程中所展现的物理思想。 3、归纳与总结自由落体问题中的各类习题类型并提出相应的解法。 本部分知识点在高考中的地位：本部分知识点可以以单独的知识点命题，以选择题的形式出现，同时自由落体运动模型还可以和其它的运动模型如竖直上抛运动等模型进行复合，构成复杂物理情景模型的过程片断，如2005年的全国Ⅰ卷以计算题的形式出现。 ? 三. 重难点解析： 1、自由落体运动问题探究过程中所展现出的物理思想： （1）自由落体运动是一种非常重要的运动形式，研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——自由落体运动。 （2）探究自由落体运动的过程中运用了归谬法，即理论推导的一种重要方法。 2、自由落体运动的特点及规律： （1）定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。 （2）特点： ①初速度v0=0 ②受力特点：只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可忽略不计。 ③加速度中重力加速度g, 其大小不变，方向始终向下。 ④运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 （3）自由落体运动的规律：自由落体运动可以看成是匀变速直线运动在v0=0，a=g时的一种特例，因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般公式得出： ?????? 规律方法总结： ?????? ①速度公式： ②下落高度： ③下落时间 ④落地速度 ⑤在连续相等的时间（T）内的位移之差为一恒定值，即 ⑥某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即 ⑦某段位移中间位置的瞬时速度与这段位移的初、末速度的关系是： ⑧1s末、2s末、3s末……瞬时速度之比为 ⑨第1s内，第2s内，第3s内…的位移之比为 ⑩前1s内、前2s内、前3s内的位移之比为 S1∶S2∶S3∶……∶Sn=12∶22∶32∶……∶n2 通过连续相同位移所用时间之比为 t1∶t2∶t3∶……=1： ? 【典型例题】 问题1、注意弄清自由落体运动的特点。 自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。 例1? 自由下落的物体，在落地前的最后1s内下落了25m，问此物体是从离地面多高的地方开始下落的？（g=10m/s2） 要求同学们从多角度全方位思考本题的各种解法。 解析：解法一： 设下落总时间为（t＋1）s，运动情况如图所示 由得 又由，得t=2s 故物体下落的高度为 解法二：由位移公式， 有， 而BC距离为 即 得t=2s，故 解法三：因为，，h=25m 由公式，得 解得t=2s ?????? 所以 解法四：根据得 由题意有 即，解得 解法五：根据，有 又根据，有 得t=2s，则 解法六：平均速度 ，而 所以，解得t=2s，则 解法七：根据 对最后1s而言， 所以，，， ?????? 解法八：根据初速度为零的匀加速直线运动的规律应有 ?????? ?????? 自由落体运动的物体在第1s内的位移为 ?????? ，，n=3，即第3s内下落25m ?????? ?????? 解法九：运用v-t图象如图所示，梯形abcd的面积的数值等于最后1s内的位移的值 ?????? ?????? ab=gt，cd=g（t＋1） ?????? ∴ ?????? 解得t=2s， ?????? 答案：45m ? ?????? 变式： ?????? 考题3：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1m的窗户的上、下沿，如图所示，问： ?????? （1）此屋檐距地面多高？ ?????? （2）滴水的时间间隔是多少？ ?????? 解析：解法一： ?????? 由公式得： ?????? 第2滴水的位移?????????? ① 第3滴水的位移????????????? ② 由题意知??????????? ③ 解①②③得T=0.2s 则屋檐高 解法二：比例法 由图示可知：连续相邻水滴之间间距从上到下依次是x:2x:5x:7x 由题意知：窗高为5x，则 5x=1，x=0.2m 屋檐高： 由得滴水的时间间隔T为： 解法三：平均速度法 设滴水间隔为T，则雨滴经过窗子过程中的平均速度为 据知，雨滴2.5T的速度 由于，故有，解得T=0.2s 则 答案：（1）0.2s???????? （2）3.2m ? ?????? 问题2、“落尺”类问题分析： ?????? 例2? 如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B以下h处，有一长为b的无底圆筒CD，若将悬线剪断，求： ?????? （1）直杆下端B穿过圆筒的时间是多少？ ?????? （2）