对自由落体在竖直流水中的现象分析
中文摘要：自由落体的“落体”，顾名思义是指物体从高空下落，关键是“自由”二字，其含意为：其一，物体开始下落时是静止的，即初速度为0，如果给物体一个初速度竖直下落，不能算自由落体，其二，物体在下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何作用力（如空气阻力）。在以往我们所研究自由落体的现象是：单个质点的自由落体运动→等时间隔内非连续体的自由落体运动→连续体的自由落体运动。竖直流水的自由落体现象它就是连续体的自由落体运动。关键词：自由落体运动流水现象
Chinese Abstract: free fallers "fall", just as its name implies is refers to the object, the key is falling from a "free" 2 words, its implications for, Firstly, the static objects began to drop out, at zero velocity, if give a vertical velocity objects, cannot calculate free fall, secondly, falling objects, except by gravity, not by any other forces (such as air resistance). In the past, we studied the phenomenon that free fall of single particle is: "free fall as interval non-continuous free fallers movement of free fall, continuous motion. The vertical flow of free fallers phenomenon is continuous free fallers movement.
Keywords: only fall sports water phenomenon
自由落体运动，在中学物理教学中具有基础性地位。从知识体系讲，是为进一步深化理解匀变速直线运动规律。也是为运动的合成和分解以及“平抛运动”的学习奠定必要的分矢量理解基础，同时蕴含着模型发展性过渡的作用。然而在我们现实的生活中它又是理想化的模型，我们怎样去解释这一个现象又能够让学生较为直观且记忆深刻呢？对于这个问题的研究它能够让我们更直观，更轻松的教学有一定的帮助。
一．自由落体运动的概念及几条推论
（一）.自由落体运动的概念
自由落体运动（free-fall）：物体只受重力作用下从
静止开始下落的运动叫做自由落体运动（其初速度
为0）。其规律有V2;=2gh。(g是重力加速度，
g=9.8m/s)
自由落体的“落体”，顾名思义是指物体从高
空下落，关键是“自由”二字，其含意为：其一，
物体开始下落时是静止的，即初速度为0，如果给
物体一个初速度竖直下落，不能算自由落体，其二，
物体在下落过程中，除受重力作用外，不再受其他
任何作用力（如空气阻力）。
虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平
方成反比，但在地面附近，地球的半径远大于自由
落体所经过的路程，所以引力在地面附近可看作是
不变的，如不考虑大气阻力，自由落体的加速度即是一个不变的常量。它是初速为零的匀加速直线运动，其加速度恒等于重力加速度g 。
（二）.自由落体运动的几条推论
从自由落体运动的概念上我们可以得出简单的几条推论。
1.第1秒末、第2秒末、……、第n 秒末的速度之比 V 1：V 2： V 3：…… Vn=1：2：3:……：n
2.从下落开始，物体在每一段相等的时间内通过的位移之比为自然数奇数之比1：3：5：7……2n-1
3.从下落开始，物体在每相邻两段相等的时间内通过的位移为at²
4.从下落开始，物体通过1S 2S 3S 4S ......ns 所用的时间为1：2：3：4：n
物体通过1s 所用的时间为
g 2S 物体通过2s 所用的时间为
g
2S ×2物体通过ns 所用的时间为g 2S ×n 且由推论3易得推论4
5.从下落开始，物体通过相等的位移所用的时间为1：2-1：3-2：4-3：n -1 n
由于物理学的研究和物理过程,都是经过科学抽象后得到的,是在一定的条件下能够反映客观事实的理想模型和理想过程;其次,由于物理学是一门实验科学,观察实验是建立物理规律的基础,是获得物理规
律的重要途径之一.但限于当时的一起的精密度,操作技术的准确性程度,从而不可避免地在实验过程中出现误差,并且实验只能在一定的条
件下才能进行,就导致物理规律有近似性
和局限性的特点.因此我们在像学生教学
过程中.我们应该清楚的认识.
二. 竖直流水中的现象及现象分析
（一）.竖直流水现象
在现实生活中,竖直流水现象就是指
水流从高处流下时,在基本没有受到外界
物质的影响时,(也就是不考虑风和空气对
流水的影响).处于基本竖直方向上的流水
现象.我们直接看到,当流水处于竖直流水
时流水的直径从上往下逐渐减小,水变得
稀薄.当我用手去接水时,在竖直流水的上
端水对手的冲击力比较缓和,当我把手逐
渐往下移动时,我手承受的冲击力也越来
越强.当竖直流水的高度越高时,我们听到
水冲击石头的声音会越大,当竖直流水的高度越低时,我们听到的流水打击在石头上的声音就越小.
（二）.竖直流水现象分析
在上面现实的例子中.我们从视觉、触觉、听觉这三方面知道上面所知道的现象.竖直水流在由高往低的这个过程中发现。水流直径
由大变小，水流的速度由慢变快所以我们用手去感觉的时候，才有了上面的触觉感受。我们从瀑布的流水现象中我们可以直观的看到，在瀑布口的位置处由于水流直径大的原因，光线穿过水柱由于折射对于水柱后面的景物产生的影响就比较大，不容易看清楚水柱后面的的景象，在瀑布的顶端我们用手感觉时是由于水流速度较小，对手的冲击力不大所以才会有水冲击在手上比较缓和和舒服以及没有太大的声响，但是随着高度的降低，我们能够清楚的看见水柱后面的景物，这是由于水流变细（连续）光线穿过水柱产生的折射影响较小，由于水流在高处产生的) 体积(V)一定，在瀑布底端，由于水流直径（d）变小。那么单位时间内水柱的高（H）=体积(V)/ 直径（d）,随着d的变小，H在增大。故水流速度随高度的降低而增大。在底部水冲击在手上我们才会感觉到力量在增大。产生的声响也就越大。
物理学是借“物”来求“理”，物理概念是物理想象的本质在人性材料。然后启发诱导，让学生观察、思维、分析、比较“现象”的
共同属性，概括、抽象出其本质，得出
物理概念的定义。
三. 自由落体在竖直流水中的现象
分析
如果不考虑风力以及空气阻力，竖
直流水现象可看着流水质点的自由落体
运动，不同的是竖直流水现象是无数连
续质点的自由落体运动。下面我们来对
竖直流水现象进行分析。
相等时间内通过水龙头截面的水流量（体积）相同，即，水流作为连续性且相互之间无相互约束作用的质点群。假使水从直径d 的管口中自由落下，初速度为ν，在T ?（很小）时间内从管口中流
出水的体积Ｖ＝ 4
12T v d ?π 在此时间内流出水下落的距离H=T v ?+2
12T g ?此看作无限小。则可把流出的水近似的看作圆柱形。设其直径为d 1。 则有V 1=V 所以412T v d ?π=4)21(1221?T +?T g d νπ所以有 d= ν?T
+g d 211 。由此可看见
流出水直径d 1随着时间?T 的增大而逐渐减小，故水流越来越细就是这个道理。
此水流在竖直方向，则做自由落体运动，其形状为上粗下细（可视为等时间间隔内从同一位置释放n 个自由落体运动的物体，位移间隔满足
），由于在相等时间内流过管口截面的流量
相同，
，由上到下位移间隔逐渐变大，则平均横截面积S 变小。）
由此可看出流水直d 1随着时间的增大而逐渐减小时，故水流越
流越细，就是这个道理。
参考文献：
“自由落体运动”教学案例设计流程图 四、教学过程设计
gt
gt 五、教学案例反思 这是我上的一节校内公开课，试用课改精神，创设物理情景，让学生自主学习、主动参与、动手实验中学习知识，充分调动学生学习兴趣和积极性，同时在分组实验中充分体现了合作探究的精神。从课堂上来看：一、学生喜欢观察物理情景，也喜欢表达自己的看法，多数学生积极参与讨论和交流。二、自主实验探究过程中，我叫同学们进行猜想和设计实验，他们很活跃，想法也不少，由于本节课授课时间是两个课时，而公开课只有一节课的时间，为了猜想更有条理性、目的性，体现新课改的重过程突出效果，先采用阶梯法，再引导学生利用S—t图象、S—t2图象以及V—t图象法验证猜想是否正确。后面的实验数据处理对学生来说难度比较大，虽然我有提示和引导，但是仍有少数学生未能掌握。 整个课堂教学中，改变了重知识传授、轻学习过程的传统教学方法，利用物理情景与实验探究相结合，让学生人人参与，主动探究，真正在课堂上动起来。在过去的课堂中，我们总是怕学生能力不够，不敢让学生自己探究，但事实上学生的能力还是很强的，我们要相信学生，这样才能调动学生学习的主动性。 当然在这节课中我也发现一些问题： （1）有少数学生动手能力差，个别女生不敢放手做实验。 （2）学生处理数据能力和作图能力掌握不够，所以在实验当中有些组未能完成实验。 （3）学生基础相差比较大，并且是平行班，所以还要从基础上进一步的提高学生探究能力，包括猜想能力、设计实验能力、动手能力、数据处理能力、作图与实验分析能力。 六、教学案例总结 上课前播放落体运动情景（伴有背景音乐），创设情景，激发学生的学习兴趣和求知欲望。从学生的“测反映时间游戏”引入来创设问题情景，建立问题期待，能有效地激发学生学习的动机。从生活情景中构建物理情景，有利于学生将所学的科学知识与社会、生活实际相联系；增加“轻的物体（薄纸团）比重的物体（硬纸片）下落快”的实验设计使得实验探究更全面；电脑动画课件仅是对教学起辅助作用。整堂课的设计体现了课程改革的理念：“学生是知识的构建者”、“教室是师生之间交往、互动的舞台”、“教室是传授知识的场所，更应该是探究知识的场所”。
自由落体与竖直上抛运动第一关：基础关展望高考 基础知识 一、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下落的运动,叫自由落体运动. 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以忽略不计. ③加速度是重力加速度g,方向始终竖直向下. 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.自由落体加速度 在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度. ①方向:重力加速度g的方向总是竖直向下. ②大小:随地点的不同而不同.一般计算中取g=9.8m/s2,题中有说明或粗略计算中也可取g=10m/s2. 在地球表面上从赤道到两极,重力加速度随纬度的增大而逐渐增大;在地球表面上方越高处的重力加速度越小.在其他星球表面的重力加速度不可简单认为与地球表面的重力加速度相同. 5.自由落体运动的规律 自由落体运动可以看成匀变速直线运动在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 活学活用 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就是自由落体运动
B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C.在自由落体运动过程中,不同质量的物体运动规律相同 D.物体做自由落体运动位移与时间成反比 解析：自由落体运动是指初速度为零,加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动.A 选项加速度不一定为g,故A 错.B 选项中物体的初速度不一定为0,运动方向也不一定竖直向下,不符合自由落体的定义,故B 错.加速度g 与质量无关,则运动规律也与质量无关,故C 对.自由落体的位移:x=12 gt 2,x 与t 2 成正比,故D 错. 答案：C 二、竖直上抛运动 知识讲解 1.概念:将物体以一定的初速度竖直向上抛出去,物体只在重力作用下的运动叫竖直上抛运动. 2.基本特征:只受重力作用且初速度竖直向上,以初速度方向为正方向则a=-g. 3.竖直上抛运动的基本规律 速度公式:v=v 0-gt 位移公式:x=v 0t- 12 gt 2 速度—位移关系:v 2 -2 0v =-2gx 4.竖直上抛运动的基本特点 ①上升到最高点的时间t=v 0/g. ②上升到最高点所用时间与从最高点落回到抛出点所用时间相等. 落回到抛出点的速度与抛出时速度大小相等,方向相反,上升过程与下落过程具有对称性,利用其运动的对称性解决问题有时很方便. ③上升的最大高度H=20 v .2g 活学活用 2.在h=12m 高的塔上,以一定初速度竖直上抛出一个物体,经t=2s 到达地面,则物体抛出时初速度v 0 多大?物体上升的最大高度是多少?(离地面的高度)(g 取10m/s 2 ) 解析： 方法一:把物体看做匀减速上升和自由下落两个过程.设上升时间为t1,下降时间为t2.则物体抛出的 初速度v 0=gt 1,物体上升到达最高点时离地面的高度H=2 21gt 2 ,同时20v H h 2g =+,又t 1+t 2=t=2s,联立以上四
教师备课手册 教师姓名学生姓名填写时间 学科物理年级上课时间课时计划2h 教学目标 教学内容 个性化学习问题解决 教学 重点、难点 教学过程 第3课时自由落体和竖直上抛追及相遇问题 [知识梳理] 知识点一、自由落体运动 1．条件：物体只受重力，从静止开始下落。 2．运动性质：初速度v0＝0，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。 3．基本规律 (1)速度公式：v＝gt。 (2)位移公式：h＝ 1 2gt 2。 (3)速度位移关系式：v2＝2gh。 知识点二、竖直上抛运动 1．运动特点：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。2．基本规律 (1)速度公式：v＝v0－gt。 (2)位移公式：h＝v0t－ 1 2gt 2。 (3)速度位移关系式：v2－v20＝－2gh。 (4)上升的最大高度：H＝ v20 2g。 (5)上升到最高点所用时间t＝ v0 g。 思维深化 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)雨滴随风飘落，就是我们常说的自由落体运动中的一种。() (2)羽毛下落得比玻璃球慢，是因为空气阻力的影响。() (3)只要物体运动的加速度a＝9.8 m/s2，此物体的运动不是自由落体运动，就是竖直上抛运
动。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× [题 组 自 测] 题组一 自由落体和竖直上抛运动 1．某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2 s 听到石头落底声。由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g 取10 m/s 2)( ) A ．10 m B ．20 m C ．30 m D ．40 m 解析 从井口由静止释放，石头做自由落体运动，由运动学公式h ＝12gt 2可得h ＝12×10×22m ＝20 m 。 答案 B 2．A 、B 两小球从不同高度自由下落，同时落地，A 球下落的时间为t ，B 球下落的时间为t 2，当B 球开始下落的瞬间，A 、B 两球的高度差为( ) A ．gt 2 B.38gt 2 C.34gt 2 D.1 4gt 2 解析 A 球下落高度为h A ＝12gt 2，B 球下落高度为h B ＝12g ? ????t 22＝1 8gt 2，当B 球开始下落的瞬 间，A 、B 两球的高度差为Δh ＝h A －12g ? ????t 22－h B ＝1 4gt 2，所以D 项正确。 答案 D 3．(多选)在某一高度以v 0＝20 m/s 的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力)，当小球速度大小为10 m/s 时，以下判断正确的是(g 取10 m/s 2)( ) A ．小球在这段时间内的平均速度大小可能为15 m/s ，方向向上 B ．小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ，方向向下 C ．小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ，方向向上 D ．小球的位移大小一定是15 m 解析 小球被竖直向上抛出，做的是匀变速直线运动，平均速度可以用匀变速直线运动的平均速度公式v ＝v 0＋v 2求出，规定竖直向上为正方向，当小球的末速度大小为10 m/s 、方向竖直向上时，v ＝10 m/s ，用公式求得平均速度为15 m/s ，方向竖直向上，A 正确；当小球的末速度大小为10 m/s 、方向竖直向下时，v ＝ －10 m/s ，用公式求得平均速度大小为5 m/s ，方向竖直向上，C 正确；由于末速度大小为
自由落体运动实验教学的案例反思案例：在两千年多年前，亚里士多德认为：质量大的物体比质量小的物体下落快。这一结论，符合人们认识事物的规律常识。从事物的现象很容易得出这样的结论。以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典。 16世纪末，意大利青年学者伽利略对亚里士多德的论断产生了怀疑。通过大胆猜想和实验研究证明这个结论是错误的。从而推翻了两千多年来被人们奉为真理的结论。在当时的物理界产生了极大的轰动。 今天，我们来重现伽利略的研究过程。 伽利略的结论：重物与轻物应该下落的同样快。 实验一：用纸片和粉笔头从同一高度同时从静止下落。 请同学们思考：哪一个物体先下落？ 同学观察实验：粉笔头先下落。 结论：质量大的物体先落地。 实验二：用质量相同的纸片，把其中的一个揉成团，让它们同时从同一高度由静止下落。 请同学们思考：哪一个物体先下落？ 同学观察实验：纸团。 结论：体积小的物体先下落。 学生思考：物体的下落与质量和体积有关系吗？ 实验分析：物体下落的快慢由于空气的阻力作用不同所致，
与质量无关。 大胆猜想：如果没有空气的阻力，也就是在真空的情况下，物体应同时下落。 结论：物体下落的快慢与质量无关。 反思：通过实验验证伽利略实验结论的过程，让学生体会到了科学探究的乐趣。同时也了解了实验探究的基本思路与方法。体会到了科学探究问题的过程。 这个实验不仅调动了学生的积极性，还激发了学生思考问题、解决问题的热情。爱因斯坦有一句话：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题时，仅仅是一个数学上和实验上的技巧，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力。而且标志着科学的真正进步。” 伽利略比他的前人伟大，就在于他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法。在他之前，学者们总是通过思辩性的论战来决定谁是谁非。
竖直上抛运动 一、自由落体运动 例1、一个物体从高度h处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h. (g取10m/s2) 例2、一铁链其上端悬挂于某一点，将悬点放开让铁链自由下落，不计空气阻力，已知铁链通过悬点下3.2m的一点所经历的时间为0.5s，试求铁链的长度L. (g取10m/s2 ) 二、竖直上抛运动 例3、以20m/s竖直向上抛一个小球，求经过1s后的速度是多少？ （1）上升的最大高度是多少？ （2）从开始3s后的位移是多少？ （3）从开始5s后的位移是多少？ （4）从开始5s后的速度是多少？ 例4、一石块从一以10m/s的速度匀速上升的气球上落下，刚离开气球时离地面高度为495米，求石块从气球上落地要用多少时间？
练习题 1、某人在高层楼房的阳台外侧以20m/s 的速度竖直上抛一个 石块，石块运动到离抛出点15米处所经历的时间是：（不计阻 力，g 取10m/s 2 ) ( ) A. 1s B. 2s C. 3s D.)s 7(2 2、以V0=20m/s 的速度竖直上抛一小球，两秒后以相同的初速度在同一点竖直上抛另以小球，则两小球相碰出离出发点的高度是_____m 3、一个小球在倾角为30°的光滑斜面底端受到一个冲击后,沿斜面向上做匀减速运动，它两次经过一个较低点A 的时间间隔为t A ，两次经过一个较高点B 的时间间隔为t B ，试求A 、B 之间的距离。 4、在地面上以初速度 3v 0 竖直上抛一物体A 后，又以初速度 v 0 在同一地点竖直上抛另一物体B ，若要使两物在空中相遇，则抛出两个物体的时间间隔必须满足什么条件？（不计空气阻力） A B A B
O t E k A O t D E k O t C E k O t B E k 第3节 自由落体运动和竖直上抛运动 1.【2019年物理全国卷1】如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。上升第一个4H 所用的时间为t 1，第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21t t 满足 A ．1<21t t <2 B ．2<21t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<21 t t <5 【答案】C 【解析】 【详解】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动。则根据初速度为零匀加速运动，相等相邻位移时间关系 )()1:21:32:23:52....，可知212323t t ==+-2134t t <<，故本题选C 。 2.2018年海南卷1．一攀岩者以1m/s 的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。3s 后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为 （ C ） A ．10m B ．30m C ．50m D ．70m 解析：3s 内石块自由下落m 452 121==gt h ， 3s 内攀岩者匀速上升m 32==vt h 此时他离地面的高度约为m 4821=+=h h h ，故选C 。 3.2018年江苏卷4．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能E k 与时间t 的关系图象是 （ A ）
解析：小球做竖直上抛运动时，速度v =v 0-gt ，根据动能221mv E k = 得20)-(2 1gt v m E k =，故图象A 正确。 4.2017年浙江选考卷4.拿一个长约1.5m 的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况，然后把玻璃筒里的空 气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况，下列说法正确的是 A.玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快 B.玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动 C.玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快 D.玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快 【答案】C 【解析】抽出空气前，金属片和小羽毛受到空气阻力的作用，但金属片质量大，加加速度大，所以金属片下落快，但金属片和小羽毛都不是做自田落体运动， A 、B 错误；抽出出空气后金属片和小羽毛都不受空气阻力作用，只受重力作用运动，都为加速度为重力加速度做自由落体运动，下落一样快，故C 正确、D 错误。 5.2014年物理上海卷 8.在离地高h 处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v ，不计空气阻力，两球落地的时间差为 （ ） A ．g v 2 B ．g v C ．v h 2 D ．v h 【答案】A 【解析】根据竖直上抛运动的对称性，可知向上抛出的小球落回到出发点时的速度也是v ，之后的运动与竖直下抛的物体运动情况相同。因此上抛的小球比下抛的小球运动的时间为：g v g v v t 2=---=，A 项正确。 6.2014年物理海南卷3．将一物体以某一初速度竖直上抛。物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t 1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t 2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t 0，则 （ ） A ．t 1> t 0 t 2< t 1 B ．t 1< t 0 t 2> t 1 C ．t 2.> t 0 t 2> t 1 D ．t 1< t 0 t 2< t 1 【答案】B 【解析】由题意知，空气阻力大小不变，故三段时间均为匀变速直线运动，根据匀变速直线运动的
案例题目：自由落体运动作者姓名：丁盼 学科类别：物理 日期： 2018、1、9
《自由落体运动》教学案例 一、案例背景 新课程下，课堂教学不再是教师的“说教”而是以学生作为主体，教师作为主导，学生在教师的引导及组织下积极主动的去学习，亲自去实践、去体验，感悟到所学知识的来龙去脉，使学生获得学习体验的快乐，激发求知兴趣；除此之外，学而无用论现如今也在广泛流传，我们如何完美地体现物理来源于生活，又应用于生活，这里所说的应用于生活不是指我们生活中的各种工具，而是同学们可以利用自己的物理小知识解决一些生活中的小问题，不再让学生觉得学习除了考大学外毫无作用，这也是我们教师一直以来不断追求的目标。 在一次学校举办的“春雨杯”优质课比赛中，我以《自由落体运动》为题材，参加了该次比赛，该节内容是匀变速直线运动的特例，又与我们生活中的落体运动有关，学生在此之前已基本掌握了匀变速直线运动的相关规律，但是对这样一种运动又从未接触过，基于以上前提，我在进行教学设计时，侧重于利用实验来逐步地向同学们展示自由落体运动，并利用实验所得的数据，再加上他们已有的匀变速直线运动规律，逐步引导学生自行得出自由落体运动的规律。 二．情景描述 这节课，我的设计宗旨是利用一系列的演示实验以及学生实验，来吸引学生的学习兴趣，营造轻松、愉快的学习氛
围，渗透科学研究方法教育让学生感受物理与生活联系紧密、打破以往传统的灌输式教学模式。整堂课的流程图大致如下： 从上面的流程图可以看出，演示实验，学生参与活动，学生参与探究、交流、发言占据了大部分的时间，下面我选取三
个教学片断加以阐述。 片断一：利用尺子测反应时间 器材：教学用尺 师：同学们想不想知道自己的反应时间？ 生：想（这样可以迅速地集中学生的注意力） 老师拿出尺子，请2名同学上台来测试自己的反应时间，老师握住尺子，让学生做出握尺子的动作，将手放于尺子的正下方，提前与学生约定好，老师数到3就释放尺子，然后学生就握住尺子，我们就可以通过尺子下降的距离得到该同学的反应时间。 第一位同学来做实验时 师：准备好了没？ 生：准备好了 师：1、2、3 数完1、 2、 3，等学生握住后，就在黑板上记下尺子下降的距离。 第二位同学来做实验时，老师故意数完1后就立刻数3，这时往往学生会来不及反应而导致尺子距离下降过多，那么其余同学看到时往往便会开怀大笑，这样就可以营造出轻松、愉快的学习氛围。 师：从这个实验可以得出两位同学的反应快慢，但是，大家想不想知道他们具体地反应时间呢？
《竖直上抛运动》 一、计算题 1.如图甲所示，将一小球从地面上方处以的速度竖直上抛，不计空 气阻力，上升和下降过程中加速度不变，g取，求： 小球从抛出到上升至最高点所需的时间； 小球从抛出到落地所需的时间t； 在图乙中画出小球从抛出到落地过程中的图象。 2.在竖直井的井底，将一物块以的速度竖直向上抛出，物块在上升过程 中做加速度大小的匀减速直线运动，物块上升到井口时被人接住，在被人接住前1s内物块的位移求： 物块从抛出到被人接住所经历的时间； 此竖直井的深度． 3.原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。已知质量的运动员原地 摸高为米，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降米，经过充分调整后，发力跳起摸到了米的高度。假设运动员起跳过程为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取求：
该运动员离开地面时的速度大小为多少； 起跳过程中运动员对地面的压力； 从开始起跳到双脚落地需要多少时间？ 4.气球以的速度匀速上升，当它上升到离地面40m高处，从气球上落下一个物 体．不计空气阻力，求物体落到地面需要的时间；落到地面时速度的大 小． 5.小运动员用力将铅球以的速度沿与水平方向成 方向推出，已知铅球出手点到地面的高度为， 求： 铅球出手后运动到最高点所需时间； 铅球运动的最高点距地面的高度H； 铅球落地时到运动员投出点的水平距离x．
6.气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度处时， 悬挂重物的绳子突然断裂，空气阻力不计，g取则求： 绳断后物体还能向上运动多高？ 绳断后物体再经过多长时间落到地面。 落地时的速度多大？ 7.气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度 处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落到地面？落地时的速度多大？空气阻力不计，g取。 8.气球以的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气 球便以加速度向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少？．
自由落体运动 1、（单选）从某高处(高度大于5 m)释放一粒小石子，经过1 s 从同一地点再释放另一粒小石子，不计空气阻力，则在它们落地之前的任一时刻( ) A ．两粒石子间的距离将保持不变，速度之差保持不变 B ．两粒石子间的距离将不断增大，速度之差保持不变 C ．两粒石子间的距离将不断增大，速度之差也越来越大 D ．两粒石子间的距离将不断减小，速度之差也越来越小 答案 B 解析 当第一个石子运动的时间为t 时，第二个石子运动的时间为(t －1)．则有x 1＝12 gt 2 ① v 1＝gt ②x 2＝1 2g (t －1)2③v 2＝g (t －1)④由①③得：Δx ＝gt －12 g ，由②④得：Δv ＝g .因此，Δx 随t 增大，Δv 不变， 选项B 正确． 2、（单选）一物体自距地面高H 处自由下落，经时间t 落地，此时速度为v ，则( ) A.t 2时物体距地面高度为H 2 B.t 2时物体距地面高度为3 4H C ．物体下落H 时速度为v D ．物体下落H 时速度为3v 答案 B 解析 根据位移－时间公式h ＝12gt 2 知，在前一半时间和后一半时间内的位移之比为1∶3，则前一半时间内的 位移为H 4，此时距离地面的高度为3H 4.故A 项错误，B 项正确．C 、D 两项，根据v 2＝2gH ，v ′2 ＝2g H 2知，物体下落H 2时的 速度为v ′＝ 2v 2 .故C 、D 两项错误． 3、(单选)某同学为估测一教学楼的总高度，在楼顶将一直径为2 cm 的钢球由静止释放，测得通过安装在地面的光电门数字计时器的时间为0.001 s ，由此可知教学楼的总高度约为(不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2 )( ) 答案 B 解析 设运动时间为t ，根据h ＝12gt 2可得，根据Δx ＝x t －x t ′即12gt 2－12g(t －0.001)2 ＝Δx ， 即12×10t 2－12×10(t －0.001)2＝0.02解得：t ＝2 s h ＝12 ×10×22 m ＝20 m 4、（单选）如图所示，分别位于P 、Q 两点的两小球，初始位置离水平地面的高度差为1.6 m ，现同时由静止开始释放两球，测得两球先后落地的时间差为0.2 s ，取g ＝10 m/s 2 ，空气阻力不计，P 点离水平地面的高度h 为( ) A ．0.8 m B ．1.25 m C ．2.45 m D ．3.2 m 答案 C 解析 P 点的小球：h ＝12gt 12 ，解得t 1＝ 2h g . Q 点的小球：h ＋1.6＝12 gt 22 ，解得t 2＝ 2（h ＋1.6） g .
《竖直上抛运动》 计算题 在竖直井的井底，将一物块以 的速度竖直向上抛出，物块在上升过程 中做加速度大小 的匀减速直线运动，物块上升到井口时被人接住，在 被人接住前1s 内物块的位移 求： 物块从抛出到被人接住所经历的时间； 此竖直井的深度. 原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。已知质量 的运动员原地 摸高为 米，比赛过程中，该运动员先下蹲， 重心下降 米，经过充分调整后， 发力跳起摸到了 米的高度。假设运动员起跳过程为匀加速运动，忽略空气阻 力影响，g 取 求： 1. 如图甲所示，将一小球从地面上方 气阻力，上升和下降过程中加速度不变， 小球从抛出到上升至最高点所需的时间 小球从抛出到落地所需的时间 t; 在图乙中画出小球从抛出到落地过程中的 处以 的速度竖直上抛，不计空 g 取 ，求： 图象。 2. 3.
该运动员离开地面时的速度大小为多少; 起跳过程中运动员对地面的压力； 从开始起跳到双脚落地需要多少时间？ 4. 气球以的速度匀速上升，当它上升到离地面40m高处，从气球上落下一个物 体.不计空气阻力，求物体落到地面需要的时间；落到地面时速度的大小. 5.小运动员用力将铅球以的速度沿与水平方向成 方向推出，已知铅球出手点到地面的高度为 求： 铅球出手后运动到最高点所需时间； 铅球运动的最高点距地面的高度H ; 铅球落地时到运动员投出点的水平距离x.
6. 气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度处时, 悬挂重物的绳子突然断裂，空气阻力不计，g取则求： 绳断后物体还能向上运动多高？ 绳断后物体再经过多长时间落到地面。 落地时的速度多大？ 7.气球下挂一重物，以的速度匀速上升，当到达离地高度 处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落 到地面？落地时的速度多大？空气阻力不计，g取。 8.气球以的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气 球便以加速度向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的 空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少？
【例6*】杂技演员把3个球依次竖直向上抛出，形成连续的循环。在循环中，他每抛出一球后，再过一段与刚抛出的球刚才在手中停留时间相等的时间，又接到下一个球，这样，在总的循环过程中，便形成有时空中有3个球，有时空中有2个球，而演员手中则有一半时间内有1个球，有一半时间内没有球。设每个球上升的高度为1.25m ，取210/g m s =，则每个球每次在手中停留的时间是_________________。 1.12: 自由落体和竖直上抛运动的习题课 【内容导学】 一、自由落体规律的应用 1、自由落体运动为初速为零的匀加速运动，因此前面所讲的各种比例关系对自由落体运动均是适用的。 2、己知自由落体最后阶段的位移s ?和时间t ?，通常有以下几种方法求运动总时间和下落总高度： ①研究这一段，利用位移关系1n n s s s -?=-列式，由2211()22s gt g t t ?= --?得到自由落体的总时间t 。 ②研究这一段，利用2012s v t at =+ ，先求出这一段的初速度0v 。再由0v t t g =+?得到自由落体的总时间t 。 ③研究这一段，利用/2t s v v gt t ?===?中，2 t t t ?=+中得到自由落体的总时间t 。 二、竖直上抛运动的特点 1、竖直上抛运动的两种研究方法 ①分段法：上升阶段是匀减速直线运动，下落阶段是自由落体运动；下落过程是上升过程的逆过程。上升阶段逆向考虑也可灵活应用比例关系求解。 ②整体法：从全程来看，加速度方向始终与初速度0v 的方向相反，所以可把竖直上抛运动看成是一个匀变速直线运动，要特别注意0v 、t v 、g 、s 等矢量的正负号。一般选取竖直向上为正方向，0v 总是正值，上升过程中t v 为正值，下降过程t v 为负值；物体在抛岀点以上时s 为正值，物体在抛出点以下时s 为负值。 2、竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性 ①速度对称：上升和下降过程经过同一位置时速度等大、反向。 ②时间对称：上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等。 三、相遇和追及问题 自由落体和竖直上抛运动中的相遇和追及问题，与前面讨论的匀变速直线运动追及问题有相 同的特征，但也有它独特的处理方法。 1、图像法 自由落体和竖直上抛运动的s t -图均为抛物线，利用s t -图像有时可以方便地处理相遇或追及问题。 2、相对运动 ①两个不同时自由下落的物体间的相对运动是匀速直线运动。
高一物理直线运动经典题 1．物体做竖直上抛运动，取g=10m/s 2.若第1s 内位移大小恰等于所能上升的最大高度的 9 5倍，求物体的初速度. 2．摩托车的最大行驶速度为25m/s ，为使其静止开始做匀加速运动而在2min 内追上前方1000m 处以15m/s 的速度匀速行驶的卡车，摩托车至少要以多大的加速度行驶？ 3．质点帮匀变速直线运动。第2s 和第7s 内位移分别为2.4m 和3.4m ，则其运动加速度？ 4．车由静止开始以a=1m/s 2的加速度做匀加速直线运动，车后相距s=25m 处的人以υ=6m/s 的速度匀速运动而追车，问：人能否追上车？ 5．小球A 自h 高处静止释放的同时，小球B 从其正下方的地面处竖直向上抛出.欲使两球在B 球下落的阶段于空中相遇，则小球B 的初速度应满足何种条件？
6．质点做竖直上抛运动，两次经过A 点的时间间隔为t 1，两次经过A 点正上方的B 点的时间间隔为t 2，则A 与B 间距离为__________. 7．质点做匀减速直线运动，第1s 内位移为10m ，停止运动前最后1s 内位移为2m ，则质点运动的加速度大小为a=________m/s 2，初速度大小为υ0=__________m/s. 9 物体做竖直上抛运动，取g=10m/s+2，若在运动的前5s 内通过的路程为65m ，则其初速度大小可能为多少？ 10 质点从A 点到B 点做匀变速直线运动，通过的位移为s ，经历的时间为t ，而质点通过A 、B 中点处时的瞬时速度为υ，则当质点做的是匀加速直线运动时，υ______t s ；当质点做的是匀减速直线运动时，υ_______t s .（填“＞”、“=”“＜”＝）
《自由落体运动》教学分析 定远二中曹士举 一、教学内容分析？ 二、本节是人教版《物理1（必修）》第二章第五节内容。它是在学习“匀变速直线运动”规律之后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究，使学生既了解一种具体的运动，又巩固匀变速直线运动规律，也加强了课本知识与实际生活的联系。通过研究物理问题的基本思路和科学方法的学习，为今后研究“平抛物体的运动”打下良好的基础。本课利用闪光照片来研究物体运动的方法，也将在后续课程中得到应用。因此，本节课是本章知识的复习课，是培养学生思维的研究课，是联系生活的应用课，也是后续学习的知识准备课。 三、二、学生学习情况分析 四、（一）学生由于受日常经验的影响，对物体的下落运动普遍存在重快轻慢的错误认识。本节课拟通过学生之间的辩论，使学生明确认识到：日常见到的现象是因为受空气阻力影响的缘故，从而有效地消除学生从生活中得来的错误观念，培养学生透过现象看到本质的辩证唯物主义认识观。 五、（二）学生已学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识，具备了一定的学习基础，通过演示实验总结出自由落体运动的特点，得出自由落体加速度的概念，然后结合匀速直线运动规律“水到渠成”地推导出自由落体运动的规律。 六、三、教学目标 七、（一）知识与技能 八、1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。 九、2.能用打点计时器得到相关的运动轨迹并能进行分析。 十、3.知道什么是自由落体运动的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。 十一、4.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律。 十二、（二）过程与方法 十三、引导学生利用打点计时器，记录下运动的信息，研究自由落体运动的特点，在探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究的方法。 十四、（三）情感态度与价值观 十五、1.调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力。 十六、2.培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。 十七、四、教学重点和难点 十八、重点：自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程和掌握自由落体运动的规律。十九、难点：理解自由落体运动的条件及规律。 二十、五、教学过程 二十一、[引入]：很高兴来到美丽的靖远二中和大家一起交流，先和大家做一个小游戏，我这里有一张钞票，我提住它的顶端，你用两个手指头放在钞票的中间，做好夹得准备，但是注意在我放手之前你的手的任何部位都不能碰到钞票，当看到我松手时就立刻去夹，如果夹得住归你，否则归我，哪位试试为啥夹不住呢这个钱太短了，如果长点就好了。为什么反应灵敏和物体长短有关系呢通过本节课的学习大家就知道其中的奥妙了，本节课我们学习《自由落体运动》。（板书课题） 二十二、通过这节课的学习，同学们要实现以下学习目标（多媒体出示）：
竖直上抛运动例题 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
竖直上抛运动 一、自由落体运动 例1、一个物体从高度h 处自由下落,测得物体落地前最后1秒内下落了25米,求：物体下落的高度h.(g 取10m/s 2) 例2、一铁链其上端悬挂于某一点，将悬点放开让铁链自由下落，不计空气阻力，已知铁链通过悬点下3.2m 的一点所经历的时间为0.5s ，试求铁链的长度L.(g 取10m/s 2) 二、竖直上抛运动 例3、以20m/s 竖直向上抛一个小球，求经过1s 后的速度是多少？ （1）上升的最大高度是多少？ （2）从开始3s 后的位移是多少？ （3）从开始5s 后的位移是多少？ （4）从开始5s 后的速度是多少？ 例4、一石块从一以10m/s 的速度匀速上升的气球上落下，刚离开气球时离地面高度为495米，求石块从气球上落地要用多少时间？ 练习题 1、某人在高层楼房的阳台外侧以20m/s 的速度竖直上抛 一个石块，石块运动到离抛出点15米处所经历的时间是：（不计阻力，g 取 10m/s 2 )() A.1s B.2s C.3s D.)s 7(2 2、以V0=20m/s 的速度竖直上抛一小球，两秒后以相同 的初速度在同一点竖直上抛另以小球，则两小球相碰出离出发点的高度是_____m A B A B
3、一个小球在倾角为30°的光滑斜面底端受到一个冲击后,沿斜面向上做匀减速运动，它两次经过一个较低点A 的时间间隔为t A ，两次经过一个较高点B 的时间间隔为t B ，试求A 、B 之间的距 离。 4、在地面上以初速度3v 0竖直上抛一物体A 后，又以初速度v 0在同一地点竖直上抛另一物体B ，若要使两物在空中相遇，则抛出两个物体的时间间隔必须满足什么条件（ 不计空气阻力） 5、在楼房的阳台外以初速度20m/s 竖直上抛一物体，求抛出5秒末物体的位移和速度。 6、一个从地面上竖直上抛的物体，它两次经过最高点C 点下方一个比较低的A 点的时间间隔为T A ，两次经过最高点下方一个比较 高的B 点的时间间隔为T B ，试求AB 之间的距离。 7、在离地20m 高处有一小球A 做自由落体运动，A 球由静止释放 的同时，在其正下方地面上有另一个小球B 以初速度v0竖直上 抛，（不计空气阻力，g=10m/s2） （1）若要使两球在空中相遇，则B 球上抛的初速度v0必须满足什么条件？ （2）若要使B 球在上升阶段与A 球相遇，则初速度v0必须满足什么条件？ （3）若要使B 球在下落阶段与A 球相遇，则初速度v0必须满足什么条件？ B 0 C A 15m 15m
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解法3：根据竖直上抛运动的特点可知：相遇时第n 颗子弹与第一颗子弹运动的时间之和等于g v 02， 即：t ＋t n =g v 02 （1） 又因为：t n =〔t －(n －1)〕 （2） 所以，将(2)式代入(1)式得： t=2 10－n g v ,（n ≥2） 例：将小球A 以初速度V A =40 m/s 竖直向上抛出，经过一段时间Δt 后，又以初速度V B =30m/s 将小球B 从同一点竖直向上抛出，为了使两个小球能在 空中相遇，试分析Δt 应满足的条件。 方法一：利用空中的运动时间分析 要使两小球在空中相遇，Δt 应满足的条件一定是介于某一范围内，因此，只要求出这个范围的最大值和最小值就可以了。 当小球B 抛出后处于上升阶段时与A 球相遇，经过的时间间隔较大，故Δt 的最大值为小球A 刚要落回抛出点的瞬间将小球B 抛出。而小球A 在空中运动的时间为： ， 即Δt 的最大值为Δt max =8s 。 当小球B 抛出后处于下降阶段时与A 球相遇，经过的时间间隔较小，故Δt 的最小值为A 、B 两小球同时落地，先后抛出的时间间隔。而小球B 在空中运动的时间为： ， 则Δt 的最小值为Δt min =t A -t B =2s 。 故要使A 、B 两小球在空中相遇，Δt 应满足的条件为2s ＜Δt ＜8s 。 方法二：利用位移公式分析 A 、 B 两小球在空中相遇，不管其是在上升还是下降阶段相遇，相遇时的位移必相等。设小球B 抛出后经时间t 与小球A 相遇，则小球A 抛出后的运动时间为（t+Δt ），由位移公式可得
高一物理自由落体运动及其规律；竖直上抛运动及其规律北师大版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 1. 自由落体运动及其规律； 2. 竖直上抛运动及其规律； 二. 知识总结归纳： 1. 物体自由下落时的运动规律： （1）是竖直向下的直线运动； （2）如果不考虑空气阻力的作用，不同轻、重的物体下落的快慢是相同的。 2. 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）自由落体运动的加速度为g ： 在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度称重力加速度g 。g 方向竖直向下，大小随不同地点而略有变化，在地球表面上赤道最小、两极最大，还随高度的不同而变化，高度越高g 越小。在通常的计算中，地面上的g 取9.8m/s 2，粗略的计算中，还可以把g 取做10m/s 2。 （3）自由落体运动的规律：（是初速为零加速度为g 的匀加速直线运动）： v gt h gt v gh v v t t t == ==，，，。12 222 2/ 3. 竖直上抛运动 定义：将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出去，物体只在重力作用下的运动。 特点：是加速度为－g （取竖直向上方向为正方向）的匀变速直线运动， 运动到最高点时，v=0，a=－g 。 分析方法及规律： （1）分段分析法： ①上升过程：匀减速运动，，。v v gt s v t gt t =-=-002 12 （取竖直向上方向为正方向） ②下落过程：自由落体运动，，。v gt s gt t == 12 2 （取竖直向下方向为正方向） （2）整过程分析法：全过程是加速度为－g （取竖直向上方向为正方向）的匀变速 直线运动，，。应用此两式解题时要特别注意、正v v gt s v t gt s v t =-=- 002 12 负，s 为正值表示质点在抛出点的上方，s 为负值表示质点在抛出点的下方，v 为正值，表示质点向上运动，v 为负值，表示质点向下运动。由同一位移s 求出的t 、v t 可能有两解，要注意分清其意义。 ()/3几个推论：能上升的最大高度；上升到最大高度所需时间h v g t m =02 2
` 竖直上抛运动练习题 1、在空中某点竖直上抛物体经8s落地，其v-t图像如图所示，抛出后经 s 到达最大高度，最高点离地面高度是 m，抛出点的高度是 m. 2、在离地面15m的高处，以10m/s的初速度竖直上抛一小球，求小球落地时的速度和小球从抛出到落地所用的时间。（忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=s2） 《 3、在15m高的塔顶上以4m/s的初速度竖直上抛一个石子，求经过2s后石子离地面的高度。 4.某物体被竖直上抛，空气阻力不计，当它经过抛出点之上0．4m时，速度为3m／s。它经过抛出点之下0．4m时，速度应是多少(g=lOm／s2) ? 5..从地面竖直上抛一物体，通过楼上1．55m高窗口的时间是0．1s，物体回落后从窗口底部落到地面的时间为0．4s，求物体能达到的最大高度(g=lOm／S2)． ^ 6.在距地面ｈ＝15ｍ处有一物体A以ｖA＝10ｍ/ｓ匀速上升，与此同时在地面有一小球B 以ｖ0＝30ｍ/ｓ竖直上抛，求： ⑴经多长时间，两者相遇 ⑵A、B相遇处距地面多高 ⑶相遇时B的速度多大
\ 7.在同一地点以相同的初速度ｖ0＝50ｍ/ｓ竖直向上抛出A、B两小球，B比A迟抛出2ｓ。求： ⑴经多长时间，A、B相遇 ⑵A、B相遇处距地面多高 ⑶相遇时A、B的速度多大 ⑷从抛出到相遇的过程中，A、B的平均速度各是多大 " { 8.在离地面ｈ＝200ｍ处以ｖ0的速率将小球竖直上抛，9ｓ末的速率是2ｖ0，小球再经多长时间落地 . 9.在离地H处小球A由静止开始下落，与此同时在A的正下方地面上以初速度V0竖直上抛另一小球B，求A、B在空中相遇地时间与地点，并讨论A、B能相遇的条件。
自由落体与上抛的相遇问题的典型例题（8个） 8-1、一小球被以30m/s的初速度竖直上抛，以后每隔1s抛出一球，空气阻力可以忽略不计，空中各球不会相碰。问： （1）最多能有几个小球同时在空中？ （2）设在t=0时第一个小球被抛出，那么它应在哪些时刻和以后抛出的小球在空中相遇而过？（） 解：，小球在空中运动的时间为 时，将第一个小球抛出，它在第末回到原处，同时第七个小球即将被抛出。在第六个小球抛出后第一个小球尚未返回原处时，空中只有6个小球，第七个小球抛出时，第一个小球已经落地，所以空中最多只有6个球。 第一个球时抛出，而第个球在后抛出，则在某一时刻这两个球的位移分别为（1） （2） 两小球在空中相遇的条件是其位移相等，即 整理得 其中表示第一个小球和后抛出的小球在空中相遇而过的那个时刻。 当时，，这是与第二个小球相遇而过的时刻； 当时，，这是与第三个小球相遇而过的时刻； 当时，，这是与第四个小球相遇而过的时刻； 当时，，这是与第五个小球相遇而过的时刻； 当时，，这是与第六个小球相遇而过的时刻。 除上述分析计算法之外，还可用图像法解决本题。根据题意，定性画出图像，如图所
示，根据各球图像的交点及相应的坐标，可以看出：每一个小球在空中能与5个小球相遇，时间依次是，，，，。当然第一问同样可以迎刀而解。 8-2. 一矿井深125m，在井口每隔一段时间落下一个小球，当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，则： （1）相邻两个小球下落的时间间隔是s； （2）这时第3个小球与第5个小球相距（g取10 m／s2）（答案0.5；35 m ） 8-3. A球自距地面高h处开始自由下落，同时B球以初速度v0正对A球竖直上抛，空气阻力不计。问： （1）要使两球在B球上升过程中相遇，则v0应满足什么条件？ （2）要使两球在B球下降过程中相遇，则v0应满足什么条件？ 解析：两球相遇时位移之和等于h。即：gt2+（v0t－gt2）=h 所以：t= 而B球上升的时间：t1=，B球在空中运动的总时间：t2= （1）欲使两球在B球上升过程中相遇，则有t＜t1，即＜，所以v0＞ （2）欲使两球在B球下降过程中相遇，则有：t1＜t＜t2 即＜＜所以：＜v0＜ 8-4. 如图所示，长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球，筒与球的总 质量为4kg现对筒施加一竖直向下，大小为21N的恒力，使筒竖直向下运动， 经t=0.5s时间，小球恰好跃出筒口。求：小球的质量。（g=10m/s2） 解：筒受到竖直向下的力作用后做竖直向下的匀加速运动，且加速度大于重 力加速度；而小球则是在筒内做自由落体运动，小球跃出筒口时，筒的位移 比小球的位移多一个筒的长度。