自由落体运动(复习课).ppt

* 自由落体运动 第一二章运动的描述 匀变速直线运动的研究（复习） 一、基本概念 1、自由落体运动 （1）自由落体运动的概念 物体只在重力作用下从_________开始下落的运动，叫做自由落体运动. 静止 （2）自由落体运动的特点 v0＝_______ a=g=______m/s2 方向__________ （3）自由落体运动的规律 vt＝_______ h=_______ vt2＝__________ g t 9.8 0 竖直向下 注意：如果物体在下落过程中，所受到的空气阻力与重力比较不能忽略时，物体的运动就不是自由落体运动，其a≠g，处理这类问题，须用动力学知识，不能用自由落体运动规律来解。 2、竖直上抛运动 （1）竖直上抛运动的概念 物体以初速度v0竖直上抛后，只在重力作用下而做的运动，叫做竖直上抛运动。 （2）竖直上抛的特点 初速v0竖直向上，a=g竖直向下 （3）竖直上抛运动的规律 取竖直向上为正方向，a=－g （4）几个特征量 ①上升的最大高度hm＝_______ ②上升到最大高度处所用时间t上和从最高点处落回原抛出点所用时间t下相等，即 t上= t下=________ ③物体落回到抛出点时速度v与初速度等大反向 （5）竖直上抛运动的对称性 竖直上抛上升阶段和下降阶段具有对称性 ①速度对称 ②时间对称 上升和下降经过同一位置时速度等大、反向 上升和下降经过同一段高度的上升时间和下降时间相等 二、题型分析 1、自由落体运动规律研究 （1）抓初状态 t =0时，v =0 例：水滴从屋檐自由下落，经过高度h=1.8m的窗户所需时间为0.2S。若不计空气阻力，g取10m/s2，问屋檐距离窗台有多高。 解： ∴屋檐距离窗台的高度为3.2+1.8=5米 （2）利用平均速度解题 例：水滴从屋檐自由下落，经过高度h=1.8m的窗户所需时间为0.2S。若不计空气阻力，g取10m/s2，问屋檐距离窗台有多高。 解：在窗台顶与窗台之间取一点，记作C点，设C点恰好是水滴经过窗户所需的时间中点，即水滴从A→C所经历时间是0.1 s，得： 则，可知到达C点时，水滴已下落0.9秒；到达窗台时，水滴下落1秒 因此，屋檐距离窗台的高度为 相似例题：创新设计P8，应用1 （3）非质点模型的自由落体 例：如图所示,悬挂的直杆AB长为L=5m，在距其下端h=10m处，有一长为L’=5m的无底圆筒CD，若将悬线剪断，直杆穿过圆筒所用的时间为多少？(g=10m/s2) 解： （4）自由落体的物体间的相对运动 从某一高度处相隔时间△t，先后释放两个相同的小球甲和乙，不计空气阻力，它们在空中的速度之差 ，距离 。 甲相对乙作 。 不变 逐渐增大 速度为g·△t的竖直向下的匀速直线运动 例1、两个物体用长9.8m的细绳连接在一起，从同一高度以1s的时间差先后自由下落，当绳子拉紧时，第二个物体下落的时间是多少？ 解：以第二个物体开始下落时为计时零点，此时第一个物体的速度为v=9.8m/s，两物体间距为h=4.9m 此后，以第二物体为参考系，第一个物体的运动为9.8m/s的向下的匀速运动，再经0.5s，两物体间距增大到9.8米，绳子拉紧。 解：设水流柱落到地面的速度为v，则 设开始时水流的直径为D0，落地时的直径为D，则由流量相同有：S1v1= S2v2 例2：打开水龙头，水就流下来，为什么连续的水流柱的直径在流下过程中会减小？设水龙头出口直径为1cm，安装在75cm高处，如果水在出口处的速度为1m/s，求水流柱落到地面时的直径。 （取g=10m/s2） 分析：如图，设水流的速度为v，在时间t内，水流流过的距离为L= v t，如某一截面的面积为S，则在时间t内流过该截面的水流体积为：V=S v t，单位时间内流过水柱截面的水的体积（流量）：Q=V/t =S v 。由于液体的不可压缩性，所以在单位时间内，水流流过任一水柱截面的水的体积（流量）是相同的。即 Q1=Q2 或 S1 v1= S2 v2。 2、竖直上抛运动的研究 竖直上抛运动的研究方法: 分段法: 上升阶段：匀减速直线运动 下落阶段：自由落体运动 下落过程是上升过程的逆过程 整体法: 从全程来看，加速度方向始终与初速度方向相反，所以可以把竖直上抛运动看成是一个匀变