自由落体运动

自由落体运动一、概述自由落体是指在没有外力作用下，物体只受到重力的影响进行的运动。

在自由落体运动中，物体在竖直方向上的速度逐渐增大，而在水平方向上，速度保持不变。

本文将详细介绍自由落体运动的基本概念、公式和实际应用。

二、自由落体的特点自由落体运动具有以下特点：1.竖直方向上的加速度恒定：在自由落体运动中，物体在竖直方向上的加速度恒定且等于重力加速度，记作 g。

在地球上，重力加速度约为 9.8 m/s^2，因此自由落体的竖直加速度为 9.8 m/s^2。

2.水平方向上的速度恒定：由于自由落体运动中没有水平方向上的外力作用，因此物体在水平方向上的速度保持不变。

换句话说，物体在竖直方向上下落的同时，保持匀速直线运动。

3.运动轨迹为抛物线：自由落体运动的轨迹是一个抛物线。

具体而言，当物体从高处自由下落时，其轨迹为上凸抛物线；当物体从低处上抛时，其轨迹为下凸抛物线。

三、自由落体运动的公式在自由落体运动中，可以通过以下公式计算物体在不同时刻的位置、速度和时间：1.位移公式：在竖直方向上，物体的位移可由以下公式计算：Δh = v0t + (1/2)gt^2其中，Δh表示位移，v0 表示初始速度，t 表示时间，g 表示重力加速度。

2.速度公式：在竖直方向上，物体的速度可由以下公式计算：v = v0 + gt其中，v 表示速度，v0 表示初始速度，g 表示重力加速度，t 表示时间。

3.时间公式：在自由落体运动中，物体从某一高度自由落下的时间可由以下公式计算：t = sqrt((2Δh)/g)其中，t 表示时间，Δh 表示位移，g 表示重力加速度。

四、自由落体运动的应用自由落体运动在实际生活中有着广泛的应用，下面列举几个常见的例子：1.自由落体实验：在物理实验中，可以利用自由落体的特点进行重力加速度的测量。

通过测量物体自由下落的时间和位移，可以计算出重力加速度的值。

2.自由落体运动模拟：在许多物理模拟软件中，都会提供自由落体的模拟功能。

第五讲 自由落体运动一、自由落体运动1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.2.条件： （1）只有重力作用下. （2）初速度必须为零.（3）空气阻力可以忽略时物体的下落运动可以当成自由落体. 3.特点： （1）自由落体运动是初速度为零.（2）加速度为g.（3）方向竖直向下的匀加速直线运动.4.关于g 的说明： （1）无特殊说明时大小是9.8m/s 2，方向竖直向下.（2）同一地点g 相同，从赤道到两极g 逐渐增大；随着高度的增加而减小.（3）粗略时可以取10m/s 2.5.基本公式6．匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。

二、竖直上抛运动1.定义：把一个物体以某一初速度0v ，竖直向上抛出，抛出物体只受重力的作用，这个物体所做的运动称为竖直上抛运动.2.运动性质：0v 0≠（向上），加速度为g ；上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运动．3.规律：5.处理办法：（1）分段法：上升阶段——利用竖直上抛运动的规律解决 下落阶段——利用自由落体运动的规律解决（2）整体法：将上升和下落看成一个过程，这个过程是初速度为0v 、加速度为-g 的匀变速直线运动，将匀变速直线运动的规律应用于此即可解决问题.0v 向上规定为正向， v>0物体上升、v<0物体下落；x>0物体在抛出点上方、x<0在抛出点下方.6．竖直上抛运动的对称性如图所示，物体以初速度v 0竖直上抛，A 、B 为途中的任意两点，C 为最高点，则： (1)时间对称性物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等， 同理t AB ＝t BA . (2)速度对称性物体上升过程中经过A 点的速度与下降过程中经过A 点的速度大小相等．想模型2.运用分段法和整体法处理竖直上抛运动‘3.根据位移之间的关系解决竖直方向上两个物体相遇的问题’1 一小石块从空中a 点自由落下，先后经过b 点和c 点，不计空气阻力。

自由落体运动自由落体运动是指在只有重力作用下，物体自由下落的运动。

它是物理学中最基本的运动之一，对于理解物体在重力场中的运动轨迹和速度有着至关重要的意义。

一、自由落体的定义和特点自由落体是指在不受任何阻力和其他外力作用的情况下，物体只受到重力作用下自由下落的运动。

在自由落体中，物体的运动轨迹是垂直向下的直线，速度逐渐增大且无限接近于地球表面的重力加速度。

二、自由落体的基本公式根据牛顿第二定律和万有引力定律，我们可以得到自由落体运动的基本公式。

在地球表面附近的自由落体运动中，物体所受的重力加速度近似等于9.8m/s²。

根据这一加速度，我们可以推导出自由落体运动的速度和位移的关系。

1. 速度公式自由落体运动的速度可以通过以下公式计算：v = gt其中，v表示速度，g表示重力加速度，t表示时间。

2. 位移公式自由落体运动的位移可以通过以下公式计算：s = 1/2gt²其中，s表示位移，g表示重力加速度，t表示时间。

三、自由落体的实际应用自由落体运动在现实生活中有着广泛的应用。

以下是其中的一些例子：1. 物体自由下落自由落体运动最直观的应用就是物体自由下落。

例如，当我们把物体从高处抛下，它会在重力的作用下自由落下，落地时速度逐渐增大。

这种现象在体育运动、生产和日常生活中都有广泛的应用。

2. 自由落体测高利用自由落体运动的基本原理，可以通过测量物体自由落体的时间来估算物体的高度。

这在一些需要测量高度的实验和工程项目中非常常见，例如测量建筑物的高度、测量五环高速公路上的距离等。

3. 自由落体的碰撞实验自由落体运动也可以用于物体碰撞实验。

通过使两个物体在自由下落的过程中进行碰撞，可以研究碰撞过程中的能量转化和动量守恒等物理现象。

这对于研究物体碰撞的力学规律和工程应用有着重要的意义。

四、自由落体实验的注意事项在进行自由落体实验时，需要注意以下几点：1. 选择适当的高度为了保证实验结果的准确性，应选择一个适当的高度来进行自由落体实验。

自由落体（物理学名词）常规物体只在重力的作用下，初速度为零的运动，叫做自由落体运动。

自由落体运动是一种理想状态下的物理模型。

（free-fall）是任何物体在重力的作用下，至少在最初，只有重力为唯一力量条件下产生惯性轨迹，是初速度为0的匀加速运动。

由于此定义未明确初速度的方向，它也适用于对象最初向上移动。

由于自由下落的情况下大气层以外重力产生失重，有时任何失重的状态由于惯性运动称为自由落体。

这可能也适用于失重产生是因为身体远离引力体。

虽然严格的技术应用的定义不包括运动的物体受到其他阻力，如空气阻力，在非技术用法，会通过气氛没有部署的降落伞，或起重装置，也常被称为自由落体。

阻力在这种情况下，防止他们产生完全失重状态，从而跳伞的“自由落体”后到达终端速度产生感觉身体的重量是支持在一个气垫。

自由落体运动源于地心引力，物体在只受重力作用下从相对静止开始下落的运动叫做自由落体运动（其初速度为Vo=0m/s）譬如用手握住某种物体，不施加任何外力的理想条件下轻轻松开手后发生的物理现象。

自由落体运动的规律：vt2=2gh(g是重力加速度，在地球上g≈9.8m/s2;)。

自由落体运动的特点体现在“自由”二字上，其含意为（1）物体开始下落时是静止的即初速度V=0。

如果物体的初速度不为0，就算是竖直下落，也不能算是自由落体。

（2）物体下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何外界的作用力（包括空气阻力）或外力的合力为0。

（3）任何物体在相同高度做自由落体运动时，下落时间相同自由落体的瞬时速度的计算公式为v=gt；位移的计算公式为;，其中，△s是距离增量，g是重力加速度（为g=9.8 m/s2，通常计算时取10m/s2），t是物体下落的时间。

通常在空气中，随着自由落体运动速度的增加，空气对落体的阻力也逐渐增加。

当物体受到的重力等于它所受到的阻力时，落体将匀速降落，此时它所达到的最高速度称为终端速度。

例如伞兵从飞机上跳下时，若不张伞其终端速度约为50米/秒，张伞时的终端速度约为6米/秒。

自由落体运动的内容自由落体运动，又称自由落体，是指物体接受重力作用而在水平或垂直方向上遵循规律性运动的一种物理现象。

在一般状况下，物体不受到其他影响的情况下，重力作用将使它从一定高度上落下，在下落的过程中具有一定的运动状态，叫做自由落体运动。

自由落体运动是由伽利略律提出的，即“任何物体以一定的速度沿直线绝缘体运动，即使不知道作用于其上的力是什么，声压力也是如此，而物体的加速度都是相同的”。

1687年伽利略在《毕达哥拉斯演算法》中提出了自由落体现象，这对现代力学发展有着重要的意义。

自由落体运动的特点是：一是其速度变化规律的抛物线，这是由于重力作用产生的加速度逐渐增大。

重力作用可以促使物体每秒增加9.8m/s⊃2;的加速度，这是重力加速度。

二是运动路线是直线，运动路径是可以任意确定的，与物体受力方向无关。

自由落体运动是一种运动状态，在一般情况下，物体只受到重力作用，其位移随时间变化满足如下关系式：V（t）=V（0）-gt，其中V（t）是空间位移，V（0）是物体发射时速度，g为重力系数，t为运行时间。

自由落体运动不仅是物理的基本现象，而且还用于许多实际知识的计算，例如车辆效率的计算、抛物线的表示、地面快车的制造、核子弹的结果预报等。

此外，自由落体运动还可以帮助人们比较和分析不同物体在同一重力加速度下表现出来的不同运动特性，进而更好地掌握物理知识。

综上所述，自由落体运动是一种受重力作用的运动现象，是伽利略律的一个重要部分。

它对现代物理学的发展有着重要的意义，还可用于许多实际知识的计算。

自由落体运动不仅可以比较和分析不同物体在同一重力加速度下表现出来的不同运动特性，还可用于掌握物理知识。

自由落体运动自由落体运动是物体在仅受重力作用下自由下落的运动。

这种运动可以通过重力的作用和质点的位置、速度以及时间的关系来描述和分析。

本文将围绕自由落体运动的基本概念、公式推导以及实际应用进行论述。

一、自由落体运动的基本概念自由落体运动是指物体在不受任何外力阻碍的情况下，仅受重力作用下自由下落的运动。

在这种运动中，物体的重量是始终垂直向下的，同时其速度也会不断增加，但加速度始终保持不变，并且在地球表面近似为9.8 m/s²。

自由落体运动具有以下基本特点：1. 加速度恒定：自由落体运动是一种匀加速直线运动，其加速度大小不变，方向始终垂直向下。

2. 速度增加：在自由落体运动中，物体的速度会随着时间的推移而不断增加，直至达到极限值。

3. 位移增大：自由落体运动中，物体的垂直位移会随着时间的推移而增大，且与时间的平方成正比关系。

二、自由落体运动的公式推导自由落体运动可以通过基本物理公式推导出相关的公式。

以下是自由落体运动的基本公式：1. 位移公式：位移公式用于计算物体在自由落体运动中的垂直位移。

S = ut + 1/2gt²其中，S表示位移，u表示初始速度，t表示时间，g表示重力加速度。

2. 速度公式：速度公式用于计算物体在自由落体运动中的速度。

v = u + gt其中，v表示速度，u表示初始速度，t表示时间，g表示重力加速度。

3. 加速度公式：加速度公式用于计算物体在自由落体运动中的加速度。

g = Δv/Δt其中，g表示重力加速度，Δv表示速度变化量，Δt表示时间变化量。

三、自由落体运动的实际应用自由落体运动不仅具有理论上的意义，还有很多实际应用。

以下是一些常见的自由落体运动的应用领域：1. 物理实验：自由落体运动是物理实验中经常用到的一个体系，可以通过测量物体在不同落体高度下的时间和速度来验证自由落体运动的公式。

2. 自由落体预警：自由落体运动的特点可以应用于物体下落的检测和预警系统中，如电梯安全系统中的速度控制和故障检测等。

自由落体运动(带目录)自由落体运动是一种理想化的物理模型，它描述了一个物体在只受重力作用下，从静止状态开始沿着竖直方向下落的运动。

自由落体运动是自然界中最基本的运动形式之一，也是经典力学研究的重要内容。

本文将从自由落体运动的定义、条件、规律以及相关应用等方面进行详细阐述。

一、自由落体运动的定义及条件1.定义：自由落体运动是指物体在无空气阻力的情况下，仅受重力作用，从静止状态开始沿竖直方向下落的运动。

（1）物体从静止状态开始下落，即初速度为零；（2）物体仅受重力作用，忽略其他外力，如空气阻力、摩擦力等；（3）物体沿竖直方向下落，重力加速度为常数，记为g。

二、自由落体运动的规律v=gt其中，v为物体下落过程中的速度，t为时间，g为重力加速度。

2.位移变化规律：根据运动学基本公式，物体在自由落体运动中的位移与时间的关系为：h=1/2gt^2其中，h为物体下落的高度，t为时间，g为重力加速度。

3.能量转换规律：在自由落体运动过程中，物体的重力势能转化为动能。

初始时刻，物体具有最大的重力势能，动能为零；随着下落过程的进行，重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，两者之和保持不变。

三、自由落体运动的应用1.地球表面附近物体的自由落体运动：在地表附近，物体在仅受重力作用下的自由落体运动具有普遍性。

例如，投掷物体、跳水运动员从跳台起跳等，都可以视为自由落体运动。

了解自由落体运动的规律，有助于人们在实际生活中更好地掌握物体运动状态。

2.宇宙空间的自由落体运动：在宇宙空间中，物体在仅受重力作用下的自由落体运动同样适用。

例如，卫星绕地球运动、行星绕太阳运动等，都可以视为自由落体运动。

研究宇宙空间的自由落体运动，有助于揭示天体运动的规律，为人类探索宇宙提供理论基础。

3.科学实验与工程技术：自由落体运动在科学实验和工程技术领域具有重要应用。

例如，利用自由落体运动原理，可以进行重力加速度的测量；在地球物理勘探、地震预测等领域，自由落体运动规律也有着广泛的应用。

自由落体运动知识集结知识元自由落体运动知识讲解1．定义：物体只在重力作用下从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动．2．公式：v=gt；；v2=2gh．3．运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．4．物体做自由落体运动的条件：①只受重力而不受其他任何力，包括空气阻力；②从静止开始下落．5．重力加速度g：①方向：总是竖直向下的；2，粗略计算可取g=10m/s2；②大小：g=9.8m/s③在地球上不同的地方，g的大小不同．g随纬度的增加而增大（赤道g最小，两极g最大），g随高度的增加而减小．例题精讲自由落体运动例1.如图所示，O点离水平地面的高度为H，A点位于O点正下方l处，某物体从O点由静止释放，做自由落体运动，落于地面O'点，则物体（）A．在空中的运动时间为B．在空中的运动时间为C．从A点到O'点的运动时间为D．从O点到A点的运动时间为例2.关于自由落体运动，下列说法正确的是（）A．自由落体运动是一种匀速直线运动B．物体刚下落时，速度和加速度都为零C．物体在下落的过程中，每秒速度都增加9.8m/sD．物体的质量越大，下落时加速度就越大例3.如图所示，为了测定个人的反应速度，请甲同学用手指拿着一把直尺上端，尺的零刻度在下端，乙同学的手候在尺的零刻度处．当甲同学松开直尺，乙同学见到直尺下落，立即用手抓住直尺．另一同学丙也重复乙的做法，现记录乙和丙同学抓住尺的刻度值分别为20cm和24cm，下列说法中正确的是（）A．乙同学反应快B．丙同学反应快C．乙和丙同学反应一样快D．因时间未知，无法比较乙和丙同学反应速度例4.将一个小球从空中的O点以一定初速度竖直向上抛出，2s后物体的速度大小为20m/s，g取10m/s2，则小球此时（）A．在O点上方，向上运动B．在O点上方，向下运动C．在O点下方，向上运动D．在O点下方，向下运动竖直上抛运动知识讲解1．定义：物体以初速度v0竖直向上抛出后，只在重力作用下而做的运动，叫做竖直上抛运动．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以忽略不计）；（3）加速度：a=g，其大小不变，方向始终竖直向下．3．运动规律：取竖直向上为正方向，有：4．几个特征量：（1）上升的最大高度；（2）上升过程是下降过程的逆过程，因此具有对称性质点在通过同一高度位置时，上升速度与下落速度大小相等；上升到最大高度处所需时间t上和从最高处落回到抛出点所需时间t下相等，．例题精讲竖直上抛运动例1.关于竖直上抛运动，下列说法中正确的是（）A．上升过程是减速运动，加速度越来越小；下降过程是加速运动B．上升时加速度小于下降时加速度C．在最高点速度为零，加速度也为零D．无论在上升过程、下落过程、最高点，物体的加速度都是g例2.气球下挂一重物，以v0=10m/s的速度匀速上升，当到达离地面高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物落地经历的时间和落地时的速度大小分别是（取g=10m/s2，空气阻力不计）（）A．5s，50m/s B．6s，60m/sC．7s，60m/s D．7s，70m/s例3.如图所示，一个小球从地面竖直上抛．已知小球两次经过一个较低点A的时间间隔为T A，两次经过较高点B的时间间隔为T B，重力加速度为g，则A、B两点间的距离（）A．B．C．D．匀速直线运动匀变速直线运动综合问题例题精讲匀变速直线运动综合问题例1.战机在平直跑道上由静止开始做匀加速运动，经时间t达到起飞速度v，则它在时间t内的位移为（）A．vt B．C．2v D．不能确定例2.中国首架空客A380大型客机在最大载重量的状态下起飞需要滑跑距离约3000m，着陆距离大约为2000m．设起飞滑跑和着陆时都是做匀变速直线运动，起飞时速度是着陆时速度的1.5倍，则起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比为（）A．3：2 B．1：1 C．1：2 D．2：1例3.一辆汽车从车站以初速度为零匀加速直线开去，开出一段时间之后，司机发现一乘客未上车，便紧急刹车做匀减速运动．从启运到停止一共经历t=10s，前进了15m，在此过程中，汽车的最大速度为（）A．1.5m/s B．3m/sC．3.5m/s D．4m/s速度-时间图象知识讲解对于速度-时间图象应把握如下三个要点．1．纵轴上的截距其物理意义是运动物体的初速度v0；2．图线斜率k=，其物理意义是运动物体的加速度a；斜率为正，表示加速度方向与所设正方向相同；斜率为负表示加速度方向与所设正方向相反；斜率不变，表示加速度不变．3．图线与时间轴所围成的“面积”表示物体在相应的时间内所发生的位移x，t轴上面的位移为正值，t轴下面的位移为负值．例题精讲速度-时间图象例1.某物体运动的v-t图象如图所示，下列说法正确的是（）A．物体在笫1s末运动方向发生变化B．物体在6s末返回出发点C．物体在第2s内和第3s内的加速度是相同的D．物体在1s末离出发点最远，且最大位移为0.5m例2.10．一质点自x轴原点出发，沿正方向以加速度a加速，经过t0时间速度变为v0，接着以-a加速度运动，当速度变为时，加速度又变为a，直至速度为时，加速度再变为-a，直到速度变为…其v-t图如图所示，则下列说法中正确的是（）A．质点一直沿x轴正方向运动B．质点将在x轴上一直运动，永远不会停止C．质点最终静止时离开原点的距离一定大于v0t0D．质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0例3.一辆汽车在平直公路上做直线运动，某时刻开始计时，其的部分图象如图所示，则（）A．汽车做匀速直线运动，速度为8m/sB．汽车做匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2C．汽车在前2s内的平均速度为7m/sD．汽车在前5s内的位移为15m追及与相遇问题知识讲解一、追及与相遇1．追及或相遇需要满足：两个物体在同一时刻处在同一位置．2．主要通过两物体运动的时间与位移关系进行求解．3．临界条件：当两个物体的速度相等即v1＝v2时，可能出现恰好追上、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等情况．二、相遇问题1．同向运动的两物体追及即相遇．2．相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始两物体的距离时即相遇．三、常见的类型及特点类型图象说明匀加速追匀速（1）t=t0以前，后面物体与前面物体间距增大（2）t=t0时，两物体速度相等，相距最远为x0+∆x(x0是开始追以前两物体之间的距离)．（3）t=t0以后，后面物体与前面物体间距减小．（4）能追及且只能相遇一次匀速追减速匀加速追匀减速匀减速追匀速（1）t=t0以前，后面物体与前面物体间距减小（2）当两物体速度相等时，即t=t0时刻：匀速追匀加速①若∆x =x0，则恰能追及，两物体只能相遇一次，这也是避免相撞的临界条件；②若∆x <x0，则不能追及，此时两物体最小距离为x 0-∆x③若∆x >x0，则相遇两次，设t1时刻∆x =x0，两物体第一次相遇，则t2时刻两物体第二次相遇匀减速追匀加速度例题精讲追及与相遇问题例1.a、b两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图像如图所示，下列说法正确的是（）A．a、b加速时，物体a的加速度等于物体b的加速度B．40秒时，a、b两物体相距最远C．60秒时，物体a追上物体bD．40秒时，a、b两物体速度相等，相距50m例2.甲、乙两辆汽车前后行驶在同一笔直车道上，速度分别为6.0m/s和8.0m/s，相距5.0m时前面的甲车开始以2.0m/s2的加速度做匀减速运动，后面的乙车也立即减速，为避免发生撞车A．2.7m/s2B．2.8m/s2C．2.3m/s2D．2.4m/s2例3.'A、B两车在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为v1=8m/s，B车的速度大小为v2=20m/s，如图所示．当A、B两车相距x0=28m时，B车因前方突发情况紧急刹车（已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为a=2m/s2，从此时开始计时，求：（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离；（2）A车追上B车所用的时间；（3）从安全行驶的角度考虑，为避免两车相撞，在题设条件下，A车在B车刹车的同时也应刹车的最小加速度．'当堂练习单选题练习1.一质点在t=0时刻从坐标原点出发，沿x轴正方向做初速度为零，加速度大小为a1的匀加速直线运动，t=ls时到达x=5m的位置，速度大小为v1，此时加速度立即反向，加速度大小变为a2，t=3s时质点恰好回到原点，速度大小为v2，则（）A．a2=3a1B．v2=3v1C．质点向x轴正方向运动的时间为2sD．质点向x轴正方向运动最远到x=9m的位置练习2.一辆汽车在一段时间内的s-t图象如图所示，由图知（）A．在0～10s内，汽车做匀加速直线运动B．在10～30s内，汽车处于静止状态C．在10～30s内，汽车做匀速直线运动D．汽车在0～10s内的速度比30～40s内的速度大练习3.如图所示是某质点做直线运动的x-t图象，由图象可知（）A．质点一直处于运动状态B．图象表示了质点运动轨迹C．质点第5s内速度是2m/s D．质点前8s内位移是25m练习4.沿同一直线运动的甲、乙两物体，其位移-时间图象分别如图中直线a和抛物线b所示，其中t1，t2时刻图象有两个交点，由图可知（）A．乙物体做曲线运动B．在t2时刻，乙物体的速度小于甲物体的速度C．在t1～t2这段时间内两物体的平均速度速度相等D．t1～t2这段时间内乙物体的运动方向未改变练习5.如图是某物体做直线运动的v-t图象．下列说法中正确的是（）A．0～10s内物体做匀加速直线运动B．0～10s内物体做匀速直线运动C．t=0时物体的速度为0D．t=10s时物体的速度为15m/s练习6.如图为某运动物体的速度-时间图象，下列说法中，正确的是（）A．物体在2～4s内的位移为0B．物体在0～2s内的加速度是2.5m/s2，2～4s内加速度为零，4～6s内加速度是-10m/s2C．物体在4～6s内的平均速度为5m/sD．物体在0～6s内的路程为35m练习7.航空表演者从飞机上跳下，他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示，关于表演者在竖直方向上的运动，下列说法正确的是（）A．0～t1内表演者的平均速度等于B．0～t1内表演者的加速度逐渐减小C．t1～t2内表演者的平均速度等于D．t1～t2内表演者的位移大于（t2-t1）练习8.某物体运动的v-t图象如图所示，下列说法正确的是（）A．物体在笫1s末运动方向发生变化B．物体在6s末返回出发点C．物体在第2s内和第3s内的加速度是相同的D．物体在1s末离出发点最远，且最大位移为0.5m练习9.一质点自x轴原点出发，沿正方向以加速度a加速，经过t0时间速度变为v0，接着以-a 加速度运动，当速度变为时，加速度又变为a，直至速度为时，加速度再变为-a，直到速度变为…其v-t图如图所示，则下列说法中正确的是（）A．质点一直沿x轴正方向运动B．质点将在x轴上一直运动，永远不会停止C．质点最终静止时离开原点的距离一定大于v0t0D．质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0练习10.一辆汽车在平直公路上做直线运动，某时刻开始计时，其的部分图象如图所示，则（）A．汽车做匀速直线运动，速度为8m/sB．汽车做匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2C．汽车在前2s内的平均速度为7m/sD．汽车在前5s内的位移为15m解答题练习1.'一竖直向上发射的模型火箭，在火药燃烧的2s时间内，具有3g的向上加速度，不计空气阻力，g取10m/s2．求当它从地面发射后：（1）它具有的最大速度；（2）它能上升的最大高度．'练习2.'在网上观看阿波罗探月计划的视频时，细心的小明从摄影图象中发现，火箭在托举飞船飞离发射塔架腾空而起时，身上不断地掉落一些碎片．那么，飞船发射时为什么会掉落碎片呢？据航天发射专家介绍，我国火箭上掉下的是给火箭保温用的泡沫塑料，而美国阿波罗火箭由于用的是液氢液氧超低温推进剂，火箭上结了冰，所以掉下的是冰块．已知火箭发射时可认为在做由静止开始的匀加速直线运动，经过30s上升了45km，重力加速度取g=10m/s2（1）求火箭上升的加速度；（2）若发射5s后有一冰块A脱落，不计空气阻力，求冰块脱落后经多长时间落地．'。

一、自由落体运动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)自由落体运动是一种理想模型．当自由下落的物体所受的空气阻力远小于重力时，物体的运动才可以视为自由落体运动．(2)物体做自由落体运动的条件：①初速度为零；②只受重力．(3)运动特点：初速度为零，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动．一般的计算中，可以取g＝9.8m/s2，或g＝10m/s2在不同地理位置处的重力加速度一般不同，赤道上物体的重力加速度最小；南(北)极处重力加速度最大；物体所处地理位置的纬度越大，重力加速度越大．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取10m/s2)答案：45m例2.做自由落体运动的物体在最后1 秒内的位移是全程的9/25, 则物体下落的总高度为多少?下落时间为多少?(g 取10m/s2)答案：125m例3.屋檐定时滴下水滴，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好到达地面，而第3滴与第2滴正分别位于高为1m的窗户的上、下沿，如图所示，取g＝10m/s2.问：(1)此屋檐离地面多少米？(2)滴水的时间间隔是多少？答案：(1)3.2m (2)0.2s二、初速度为零的匀加速直线运动几个常用的比例(1)T末、2T末、3T末…瞬时速度之比v1∶v2∶v3∶…＝1∶2∶3∶…(2)T内、2T内、3T内…位移之比x1∶x2∶x3∶…＝1∶4∶9∶…(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内…位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…＝1∶3∶5∶…(4)连续相等的位移末的瞬时速度v1∶v2∶v3∶…＝1∶2∶3∶…(5)通过连续相等的位移所用时间之比t1∶t2∶t3∶…＝1∶(2－1)∶(3－2)∶…三、追及问题1.追及问题的速度关系和位移关系追及和避碰问题涉及两个物体的运动关系，求解此类问题应弄清两个物体各做什么运动，写出各自的运动方程，必要时画出其位置示意图，再找它们的时间关系、位移关系和速度关系．(1)匀加速物体追赶同向匀速(匀加速或匀减速)运动物体，追上前具有最大距离的临界条件是：两者速度相同．此类情况为t＝0时，追赶者乙的速度小于被追赶者甲的速度；一段时间后，乙的速度大于甲的速度．最终乙一定可以追上甲．(2)匀减速物体追赶同向匀速(匀加速或匀减速)运动物体，恰能追上的临界条件是：追上时两者速度相同；如追不上，则两者速度相同时距离最近．此类情况为在最初一段时间内，追赶者乙的速度大于被追赶者甲的速度，以后两者速度逐渐接近，当甲、乙速度相等时，乙未追上甲，则以后也不能追上甲．2．解追及、相遇问题的思路①根据对两物体运动过程的分析，画出两物体运动的示意图．②根据两物体的运动性质，分别列出两个物体的位移方程，注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中．③由运动示意图找出两物体位移间的关联方程，这是关键．④联立方程求解，并对结果进行简单分析．3．分析追及、相遇问题时应注意的问题①分析问题时，一定要注意抓住一个条件两个关系，一个条件是两物体速度相等时满足的临界条件，如两物体的距离是最大还是最小，是否恰好追上等．两个关系是时间关系和位移关系，时间关系是指两物体同时运动还是一先一后运动等，而位移关系是指两物体同地运动还是一前一后运动等，其中通过画运动示意图找到两物体间的位移关系是解题的突破口，因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯．②若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意，追上前该物体是否停止运动．③仔细审题，注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”“恰巧”“最多”“至少”等，往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件．4．解决追及、相遇问题的方法大致分为两种方法：一是物理分析法，即通过对物理情景和物理过程的分析，找到临界状态和临界条件，然后列出方程求解；二是数学方法，因为在匀变速运动的位移表达式中有时间的二次方我们可列出位移方程，利用二次函数求极值的方法求解，有时也可借助v－t图象进行分析．例1一小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶，恰有一自行车以6m/s的速度从车边匀速驶过．(1)汽车从开动后在追上自行车之前，要经多长时间两者相距最远？此时距离是多少？答案：2s，6m.(2)什么时候追上自行车？此时汽车的速度是多少？答案：12m/s例2汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进，突然发现正前方有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为6m/s2的匀减速运动，汽车恰好不碰上自行车．求关闭油门时汽车离自行车多远？ 答案：3m 例3.甲、乙两车同时从同一地点出发，甲以8m/s 的初速度、大小为1m/s 2的加速度做匀减速直线运动，乙以2m/s 的初速度、0.5m/s 2的加速度和甲同向做匀加速直线运动，求两车再次相遇前两车相距的最大距离和再次相遇时两车运动的时间．答案：8s四、实验1. 在研究匀变速直线运动的实验中，右图所示是一次记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T ＝0.10s.(1)根据__________计算各点瞬时速度，则v D ＝__________m/s ，v C ＝__________m/s ，v B ＝__________m/s.(2)在下图所示的坐标系中作出小车的v －t 图线，并根据图线求出a ＝__________ m/s 2.答案：（1)平均速度 v D ＝3.90m/s, v C ＝2.64m/s, v B ＝1.38m/s.(2)a ＝12.6m/s 2(3)零时刻小车经过A 点时的速度 (3)将图线延长与纵轴相交，交点速度的物理意义是__________．2. 在测定匀变速直线运动加速度的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间 ,计时所用电源的频率为 50Hz, 如下图所示为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两计数点中间都有四个点未画出 ，按时间顺序标取0,1,2,3,4，5 ，6共七个点，用米尺测量出各点到O 点的距离分别为8.77，16.07，21.88，26.14，28.94，30.26( 单位为 cm). 由此可知小车的加速度的大小为 2s m ，方向为 ，在打1点时的速度=1v s m .（结果保留三位有效数字）• • • • • • • •0 1 2 3 4 5 6 答案：50.1, 与小车运动的方向相反， s m 0.804v 1。

第五节 自由落体运动物体下落的运动是一种常见的运动。

挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。

从手中释放的石块，在重力作用下也沿着竖直方向下落。

一、自由落体运动（1）定义：我们就称这种物体只在重力作用下静止开始下落的运动，叫做自由落体运动注意：这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力的作用较小，可以忽略，物体的下落可以近似看做自由落体运动自由落体是初速度为0的匀加速直线运动 （2）重力加速度自由落体是初速度为0的匀加速直线运动，说明匀变速直线运动的公式都适用于自由落体运动，只是把这些公式中的初速度v0取为0，加速度a 取为g 就可以了。

自由落体运动的规律： ①速度公式：gt v t = ②位移公式：221gt s =③速度位移关系：gs v t 22= ④平均速度公式：2tv v =⑤△s=gT 2其中g 是自由落体的加速度，也叫做重力加速度。

重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢。

同一地点，任何物体的自由落体加速度相同，跟物体的轻重无关。

重力加速度的方向始终竖直向下，大小跟高度和纬度有关。

地面附近通常取g=9.8m/s 2，粗略计算时，可取10 m/s 2。

（3）竖直上抛运动：是竖直向上运动的匀减速直线运动，加速度是重力加速度，方向竖直向下，速度向上均匀减小。

当到达某一高度，速度减为0后自由落体运动。

【即境活用】1、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）A ．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动B ．自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动C ．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动D ．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动【解析】BCD2．关于重力加速度的说法中正确的是（ ）A ．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B ．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小C ．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢D ．轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地 【解析】C3．在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是（ ）A ．重的石块落得快，先着地B ．轻的石块落得快，先着地C ．在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度D ．两块石块在下落段时间内的平均速度相等 【解析】CD4．一个做自由落体运动的物体，速度 v 随时间t 变化的图象如图所示，正确的是（ ）【解析】D5．对下列关于自由落体运动的说法正确的是（ ）A ．物体开始下落时速度为零，加速度也为零B ．物体下落过程中速度增加，加速度不变C ．物体下落过程中，速度和加速度同时增大D ．物体下落过程中，速度的变化率是个恒量 【解析】BD【典型例题】例1：从离地500m 的空中自由落下一个小球，取g= 10m/s 2，求： （1）经过多少时间落到地面；（2）从开始落下的时刻起，在第1s 内的位移、最后1s 内的位移； （3）落下一半时间的位移.第 4 题图 A t v 0 B t v 0 C t v 0 Dt v 0【解析】由h=500m和运动时间，根据位移公式可直接算出落地时间、第1s内位移和落下一半时间的位移.最后1s内的位移是下落总位移和前（n—1）s下落位移之差.方法一：（2）第1s内的位移：因为从开始运动起前9s内的位移为：所以最后1s内的位移为：h10=h-h9=500m-405m=95m（3）落下一半时间即t'=5s，其位移为方法二：根据初速度为零的匀加速运动位移的特点，由第1s内的位移h1=5m，可直接用比例关系求出最后1s内的位移，即h1∶h10=1∶19∴ h10=19h1=19×5m=95m同理，若把下落全程的时间分成相等的两段，则每一段内通过的位移之比：h t/2∶h t=12∶22=1∶4例2：一个物体从H高处自由落下，经过最后196m所用的时间是4s，求物体下落H高所用的总时间T和高度H是多少？取g=9.8m/s2，空气阻力不计.【解析】根据题意画出小球的运动示意图（图1）其中t=4s， h=196m.根据自由落体公式式（1）减去式（2），得例3：气球下挂一重物，以v0=10m/s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？空气阻力不计，取g=10m/s2.【解析】这里的研究对象是重物，原来它随气球以速度v0匀速上升.绳子突然断裂后，重物不会立即下降，将保持原来的速度做竖直上抛运动，直至最高点后再自由下落.[解]方法1 分成上升阶段和下落阶段两过程考虑绳子断裂后重物可继续上升的时间和上升的高度分别为故重物离地面的最大高度为H=h+h1=175m＋5m=180m.重物从最高处自由下落，落地时间和落地速度分别为v t=gt2=10×6m/s=60m/s.所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间t=t1＋t2=1s＋6s=7s.方法2 从统一的匀减速运动考虑从绳子断裂开始计时，经时间t最后物体落至抛出点下方，规定初速方向为正方向，则物体在时间t内的位移h= -175m.由位移公式或 t2-2t-35=0，取合理解，得 t=7s.所以重物的落地速度为v t=v0-gt=10m/s-10×7m/s= -60m/s.其负号表示方向向下，与初速方向相反.例4：如图所示，A、B两棒长均为 L=1m，A的下端和 B的上端相距 s=20m.若 A、B同时运动，A做自由落体、 B做竖直上抛，初速度v0=40m/s，求：（1） A、 B两棒何时相遇；（2）从相遇开始到分离所需的时间.[分析]这里有两个研究对象：A棒和B棒，同时分别做不同的运动.相遇时两棒位移大小之和等于s.[解]（1）设经时间t两棒相遇，由得（2）从相遇开始到两棒分离的过程中，A棒做初速不等于零的匀加速运动，B棒做匀减速运动.从相遇到分离两棒位移大小之和等于2L.设这个“擦肩而过”的时间为△t，由式中v A=gt，v B=v0-gt.代入后得[说明]上面是从地面参考系所观察到的两个物体的运动情况列式计算的，比较麻烦.在第（2）小题中，还常容易误认为从相遇开始A棒仍做自由落体运动而造成错误.由于竖直上抛运动可以看成一个向上的匀速运动和一个自由落体的合运动，因此，如果以A棒为参照物，即从A 棒上去观察B棒，B棒向上做着速度为v0的匀速运动，于是立即可得（1）两棒相遇时间（2）两棒从相遇到分离的时间例5：一个物体从塔顶落下，在到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的9/25，求塔高（g=10m/s 2）。