高考物理学霸复习讲义直线运动-第四部分 自由落体运动问题.doc

第四部分 自由落体运动问题一、自由落体运动1．影响落体运动快慢的因素是空气阻力．忽略空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同2．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动二、自由落体运动规律1．自由落体的加速度（1）定义：在同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，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：总是竖直向下的3）大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的，一般的计算中可以取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2如果没有特别的说明，都按g＝9.8 m/s2进行计算2．自由落体运动的实质是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀变速直线运动3．自由落体运动的公式：v＝gt，h＝gt2，v2＝2gh三、自由落体运动解题的一般步骤1．审题，弄清题意，确定物体所做的运动是否为自由落体运动；2．明确已知的物理量和带球的物理量；3．规定正方向，一般取竖直向下的方向为正方向，确定已知物理量的正负号；4．选择恰当的规律求解典例精析1】某同学站在一平房边观察从屋檐边滴下的水滴，发现屋檐边滴水是等时的，且第5滴正欲滴下时，第1滴刚好到达地面；第2滴和第3滴水刚好位于窗户的下沿和上沿，他测得窗户上、下沿的高度差为1 m，由此求屋檐离地面的高度。

答案】3.2 m【解析】 解法一（基本规律求解）设屋檐离地面高为x，滴水时间间隔为T由x＝gt2得第2滴水的位移为x2＝g（3T）2第3滴水的位移为x3＝g（2T）2又因为x2–x3=1 m联立解得T=0.2 s屋檐高x＝g（4T）2=3.2 m解法二（比例法求解）作出如图所示的示意图5滴水滴的位置等效为一滴水做自由落体运动连续相等时间内的位置图中自上而下相邻点之间的距离比为1∶3∶5∶7，因点“3”、“2”间距为1 m，可知屋檐离地面高度为（1＋3＋5＋7） m＝3.2 m【考点】本题考查自由落体运动，初速度为零的匀变速直线运动的推论【名师点评】解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速的直线运动也可以通过初速度为零的匀加速直线运动的推论，在相等时间间隔内的位移关系，求出下落的高度典例精析2】小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其速度—时间图象如图所示，则由图可知（g取10 m/s2）A．小球下落的高度2.5 mB．小球在从开始下落0.8 s内的平均速度大小是4 m/s，方向竖直向下C．小球在从开始下落0.8 s内的位移为0.8 m，方向竖直向下D．小球在从开始下落0.5 s内和后0.3 s内加速度大小相等，方向相同【答案】CD【解析】据题意，小球经过0.5 s落到地上，则下落高度为，故A错误；反弹后距离地面的高度为，总的平均速度为 ，方向向下，故B错误，C正确；由于小球运动过程中，只受到重力，则加速度大小相等、方向一致。

故D正确考点】自由落体运动规律、平均速度【名师点评】解本题的关键是理解自由落体运动的速度图象1．下列关于自由落体运动的说法中正确的是 A．只在重力作用下的运动必定是自由落体运动 B．在匀速运动的火车的窗口上释放一个小球，则小球的运动一定是自由落体运动C．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动D．自由落体运动是一种加速度恒定的运动【答案】CD【解析】自由落体运动的特点是：只在重力作用下，初速度为零的匀加速度直线运动，AB错误，CD 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，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，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间的时间满足tAB

3．一矿井深为125 m，在井口每隔一定时间自由下落一小球当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球刚好到达井底，由此可知A．相邻小球开始下落的时间间隔为1.00 s B．相邻小球开始下落的时间间隔为0.50 sC．当第11个小球刚从井口开始下落时，第5个小球距井底45 mD．当第11个小球刚从井口开始下落时，第3个小球和第5个小球相距35 m【答案】BD【解析】设小球自由下落到达井底经历时间为t，则由得t=5s，所以相邻两个小球间的时间间隔为，所以A错误，B正确当第11个小球刚从井口开始下落时，第5个小球下落的时间，下落高度，所以距井底的高度为125 m–45 m =80 m，所以C错误；同理当第11个小球刚从井口开始下落时，第3个小球下落的时间，下落高度，第3个小球和第5个小球相距35 m，所以D正确4．物体从离地面45 m高处做自由落体运动（g取10 m/s2），则下列选项中正确的是A．物体运动3 s后落地B．物体落地时的速度大小为30 m/sC．物体在落地前最后1 s内的位移为25 mD．物体在整个下落过程中的平均速度为20 m/s【答案】ABC【解析】根据自由落体位移公式h＝gt2，有t＝=3 s，A正确；根据速度与位移的关系公式v2=2gh，得v＝＝30 m/s，B正确；最后1 s下落的位移为前3 s的位移减去前2 s的位移，前2 s的位移为：h2＝gt22＝20 m。

所以最后1 s的位移为△h=h-h2=45 m -20 m =25 m，C正确；根据平均速度的公式v＝＝15 m/s，D错误5．甲物体从阳台自由下落，已知物体在下落过程中最后2秒的位移是60 mg=10 m/s2）（1）阳台离地面的高度；（2）最后1 s的平均速度；（3）若甲释放2 s后，乙也从阳台释放，要甲、乙同时落地，需给乙多大的向下的初速度答案】（1）80 m （2）35 m/s （3）30 m/s【解析】设阳台高度为H，最后2 s位移为h，下落到O点用时间是t1，从O点到落地用时为t2，在O点时速度为v，则（1）由得 又，，（2）设最后1 s初的速度为v1，落地速度为v2，则 （3）由题意，乙需在t=2 s内落地，设其初速度为v0。