高中物理第二章第二节自由落体运动规律教案1粤教版必修1

第2节 自由落体运动规律
新课教学
1、用图象法探究自由落体运动规律
① 实验记录自由落体运动轨迹的纸带如下，同学们也可用自己的纸带。

（注意：上图中的数据为两个相邻点之间的位移。

） ②[学生活动]信息处理：采集数据填入表格
说明：表格中的时间t 和位移S 均是从A 点开始计算。

③[学生活动]数据处理：图象法探究规律
图象）
（教师对学生作图的情况进行讲评。

）
结论：s 不与t 成正比，即不是匀速直线运动。

[思考]：观察图形，根据数学函数图象的知识，s 和t 可能是什么关系？
可能是二次也可能是三次或者更高次关系，我们可从最简单的关系入手。

假设s 与t 成二次关系，仍然从图象入手。

作自由落体运动的s-t 2
图象。

（在坐标纸上做s-t 图象）
s
2-2/10t s
-⨯/s mm
A B C D E F 0 1.9 7.7 17.3 30.7 48.0
0 2 4 6 8 10
结论：S ∝t 2
，即S=kt 2。

[猜想]：是匀变速直线运动吗？ 2、自由落体运动的规律的验证
[假设]：自由落体运动是匀变速直线运动
匀变速直线运动的位移时间公式：
当 时， 比较S=kt 2
和 发现，k= 结论：自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。

3、自由落体的加速度g 由纸带数据计算加速度：
(教师先用一组数据计算，学生分组再用其它的数据计算)
t / t 2/ 0 0
2 4
1.9 4 16
7.7 6 36
17.3 8 64 30.7 10
100
48.0
0 (×
10-2s)
(×10-4s 2) S /mm A B C D E F s
410-2
012S v t at =+00v =212
S at =212S at =12a
322
524
224810/9.6/10010s a m s m s t --⨯⨯===⨯322
424
2230.710/9.6/6410s a m s m s t --⨯⨯===⨯322
324
2217.310/9.6/3610s a m s m s t --⨯⨯===⨯322
224
227.710/9.6/1610
s a m s m s t --⨯⨯===⨯
由计算可知， 。

如果实验测量误差小，可测得 。

我们把这个加速度叫重力加速度，用“g ”来表示。

， 粗略的可以取 ；方向：竖直向下。

【说明】
①所有做自由落体运动的物体，它们的加速度都是g ；
②地球上同位置不同高度处的重力加速度是不同的，高度低处g 大，高度高处g 小； ③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的，纬度低处g 小，纬度高处g 大。

4、自由落体运动的规律
自由落体运动的实质：初速度为零，加速度为g 的匀加速直线运动。

① 位移—时间公式：
② 速度—时间公式： ，粗略的可以取 （三）实际应用
1、给你一枚石子和一块秒表，你能否测出一口井的井口到井里水面的深度？ 可以。

利用自由落体运动位移时间公式来测量。

首先，让石子从井口做自由落体运动，用秒表记录石子从井口到水面的时间。

再将时间代入公式进行计算可求得井的深度。

测量误差分析：①秒表记录的时间包括声音从水面传播到耳朵的声音； ②人有一定的反应时间。

2、高空坠物
5月31日，在南山区发生了一件惨剧：一个放学的小学生，跟同伴走在路上，突然被楼上坠落的一
322
124
22 1.910/9.5/410s a m s m s t --⨯⨯===⨯2
9.6/a m s =2
9.8/a m s =2
9.8/g m s =2
12
S gt =t v gt =29.8/g m s
=210/g m s
=210/m s
块玻璃砸到脑袋，当场死亡。

那一天刚好是一年一度的端午节，家家户户团圆的好佳节，第二天还是小朋友最喜欢过的节日---六一儿童节，然后，花朵一样的年龄，他却这样凄凉地离开了人世。

高空坠物，在深圳时常都有发生。

深圳的房子都是高层，连最差劲的农民房也有七、八层。

而那些人，因为懒，因为没有公德心，因为疏忽等等原因，经常都随手把一些垃圾往楼下扔，轻点的扔些果皮、纸巾，重点的扔酒瓶、塑料罐，全然不顾在楼下走动的人的安全。

而这些东西，轻则伤到人，重则搞到人死亡，而南山的那个小学生事件就是一件惨剧。

从楼上掉下的物品究竟能给人造成什么伤害呢？
例：从六楼无初速掉下一个果核，每层楼高为3m ，求果核下落到地面时的速度大约是多少？
解：
这个速度意味着什么呢？
汽车一般行使的速度约为60km/h ，也就是16.67m/s 。

果核从六楼掉下来的速度比汽车一般行使的速度还要大。

（对学生进行社会公德教育） 3、反应时间的测定
1.思考一下，测定反应时间的原理是什么？
2.请同学们两人一组亲自动手做一次，测定自己的反应时间。

（四）小结
（五）作业：本节练习3、4题。

十一、教学流程
2
1
S gt =
Q 1.73t s ∴===10 1.73/17.3/t v gt m s m s ==⨯=
十二、板书设计
自由落体运动的规律
一、 复习
二、用图象法探究自由落体运动规律
1、s-t 图象。

结论：不是匀速直线运动。

2、s-t 2图象。

结论：S ∝t 2，即S=kt 2
三、落体运动规律的验证
1、猜想：是匀变速直线运动吗？
2、假设：自由落体运动是匀变速直线运动
3、验证
4、结论：自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。

四、重力加速度
大小： ，粗略的可取
方向：竖直向下
五、应用
十三、教学反思： 1、 本节课是学生体会完整科学探究过程的良好机会，因此在这节课过程中，要尽量调动学生的积极
性与主动性。

我逐步引导学生，激发学生的好奇心，环环相扣，让他们体验科学探究的整个过程。

2、 图象法处理实验数据是高中阶段的学生应掌握的基本方法，学生刚学习运动的图象不久，这里就
可以让学生根据实验数据进行作图的训练。

3、 学会如何分析图象，
4、 培养学生理论联系实际，将所学知识和实际生活联系起来，因此我设计了井深测量、高空坠物以
及反应时间测量等规律应用例子。

5、 在高空坠物的例子中，用学生算出的数据说话，对学生进行社会公德教育，提高学生的道德素质。

总体来讲，这节课将新课程的理念溶入教学过程之中，较好的实现了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维教学目标。

29.8/g m s
210/m s
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．平直公路上有一超声波测速仪B，汽车A向B做直线运动，当两者相距355m时刻，B发出超声波，同时由于紧急情况A刹车，当B接收到反射回来的超声波信号时，A恰好停止，此时刻AB相距335m.已知超声波的声速为340m/s，则汽车刹车的加速度为（）
A．20m/s2B．10m/s2C．5m/s2D．无法确定
2．一质点做匀加速直线运动，位移为x1时，速度的变化为Δv；紧接着位移为x2时，速度的变化仍为△v.则质点的加速度为（）
A．B．C．D．
3．如图所示，水平面上有以内壁间距为l的箱子，箱子中间静止着一小物块(可视为指点)，现给箱子一水平向左的初速度v0。

不计一切摩擦，从箱子的右壁与小物块发生弹性碰撞，到小物块与箱子左壁相碰，所经历的时间为t，则( )
A．
B．
C．
D．由于小物块与箱子的质量未知，故以上答案举报不正确
4．如图所示为甲、乙两物体从同一位置出发沿同一方向做直线运动的v﹣t图象，其中t2=2t1，则下列判
断正确的是（）
A．甲的加速度比乙的大
B．t1时刻甲、乙两物体相遇
C．t2时刻甲、乙两物体相遇
D．0～t1时间内，甲、乙两物体之间的距离逐渐减小
5．“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。

他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。

假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。

忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是
A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D．在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒
6．如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动
的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为．矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可
移动，副线圈所接电阻R＝100Ω，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是（）
A．线圈中感应电动势的表达式为
B．P上移时，电流表示数减小
C．t＝0时刻，电压表示数为
D．当原副线圈匝数比为1：2时，电阻上消耗的功率为400W
二、多项选择题
7．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。

随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则X星球的质量为 ___；登陆舱在r1与r2轨道上运动是的速度大小之比为_____；若测得X星球表面上方卫星的周期为T0（可以认为卫星轨道半径与X星球半径相等），则X星球的平均密度为____。

（万有引力恒量为G）
8．一小球从地面竖直上抛，后又落回地面，小球运动过程中所受空气阻力与速度成正比，取竖直向上为正方向。

下列关于小球运动的速度v、加速度a、位移s、机械能E随时间t变化的图象中可能正确的有
A．B．
C．D．
9．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5:l，和R 1、R2分别是电压表、定值电阻，且R1=5R2．已知ab两端电压u按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是
A．电压u瞬时值的表达式
B．电压表示数为44V
C．R l、R2两端的电压之比为1:1
D．R1、R2消耗的功率之比为1:5
10．以初速度v0水平抛出的物体，当竖直方向的分位移与水平方向的分位移相等时（）
A．竖直分速度与水平分速度大小相等
B．瞬时速度大小vt=
C．运动的时间t=
D．位移大小等于s=
三、实验题
11．一质量为m=100g的小球从h=0.80m高处自由下落到一厚软垫上．若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t=0.20 s，则这段时间内软垫对小球的平均冲力为多少？(取g=10 m/s2，不计空气阻力) 12．某校同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。

图中，水平气垫导轨上装有光电门C和光电门D，滑块A、B放在导轨上，位置如图所示；滑块A的右侧装有弹性弹簧片，滑块B的左侧也装有弹性弹簧片，两滑块上方都固定有宽度相同的遮光片，光电门C、D分别连接着光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。

实验步骤：
A．测量滑块A(含弹簧片)的质量m A，滑块B(含弹簧片)的质量m B；
B．测量滑块A的遮光片的宽度d1，滑块B的遮光片的宽度d2；
C．给滑块A一个向右的瞬时冲量，观察A的运动情况和A与B相碰后A、B各自的运动情况；
D．记录下与光电门C相连的光电计时器记录的时间：第一次时间Δt C1、第二次时间Δt C2；
E.记录下与光电门D相连的光电计时器记录的时间：△t D
实验记录：
数据处理(请完成以下数据处理，所有结果保留3位有效数字)：
(1)碰撞前A的速度大小v0=4.00m/s，碰撞后A的速度大小v1=___________m/s。

(2)碰撞前后A的动量变化量大小△p=___________kg·m/s。

(3)碰撞后B的速度大小v2=1.96m/s。

(4)碰撞前后B的动量变化量大小Δp′=0.588kg·m/s。

(5)本实验的相对误差的绝对值可表达为δ=×10%，若δ≤5%，则可以认为系统动量守恒，本
实验的δ=___________。

四、解答题
13．如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角∠DOC=37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R=0.30m，斜面长L=1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙。

现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ=0.75。

取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力.求：
（1）物块通过B点时的速度大小v B；
（2）物块第一次通过C点时的速度大小v C；
（3）物块第一次通过D点后能上升的最大高度；
（4）分析说明物块最终处于什么状态。

14．如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热；U形管内盛有密度为ρ=7.5×102kg/m3的液体。

一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p0=4.5×103Pa。

外界温度保持不变。

缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h="40" cm，求此时左、右两气室的体积之比。

取重力加速度大小g="10" m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B A B C B D
二、多项选择题
7．；；；
8．AC
9．CD
10．BCD
三、实验题
11．3N
12．04 0.604 2.65%
实验小组在“测小灯泡的实际电阻和实际功率”实验中，所用器材有：小电珠（3.0V 0.7W），滑动变阻器，电流表，电压表，学生电源，开关，导线若干
四、解答题
13．(1) (2) (3) 0.96m (4) 物块最终将停在BC之间的某处
14．1:1
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的,一根质量不计的细线跨在玩口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=90∘,质量为m2的小球位于水平地面上,设此时质量为m2的小球对地面压力大小为F N,细线的拉力大小为F T,则( )
A．F N=m2g
B．F N=(m2−m1)g
C．
D．
2．过山车是青少年喜欢的一种游乐项目。

为了研究过山车的原理，可简化为如图所示模型：让质量为m 的小球在光滑竖直圆轨道上做圆周运动，在轨道的最高点和最低点分别安装有压力传感器。

让小球从同一位置静止下滑，经多次测量得到最高点和最低点压力的平均值分别为F1、F2，则当地的重力加速为
A．B．C．D．
3．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。

在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（）
A．c对b的支持力减小
B．c对b的摩擦力方向可能平行斜面向上
C．地面对c的摩擦力方向向右
D．地面对c的摩擦力增大
4．如图，不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接质量为2m的小球(视为质点)，另一端连接质量为m 的物块，小球套在光滑的水平杆上。

开始时轻绳与杆的夹角为θ，现将小球从图示位置静止释放，当
θ=90°时，小球的速度大小为v，此时物块尚未落地。

重力加速度大小为g，则
A．当θ=90°时，物块的速度大小为2v
B．当θ=90°时，小球所受重力做功的功率为2mgv
C．在θ从图示位置增大到90°过程中，小球一直向右做加速运动
D．在θ从图示位置增大到90°过程中，物块一直向下做加速运动
5．1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（图甲）。

它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机。

图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转轴和铜盘的边缘良好接触。

使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。

若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是（）
A．电阻R中没有电流流过
B．铜片C的电势高于铜片D的电势
C．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生
D．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则CRD回路中有电流产生
6．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。

当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。

现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是
A． I1增大，I2不变，U增大
B． I1减小，I2增大，U减小
C． I1增大，I2减小，U增大
D． I1减小，I2不变，U减小
二、多项选择题
7．一简谐横波沿x轴正向传播，波源振动周期为T=0.4s，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.3m处的质点的振动图线如图（b）所示，已知该波的波长大于0.3m . 下列判断正确的是（______）
A．t=0时刻，x=0.3m处质点比x=1.0m处质点加速度大
B．x=0.3m处的质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正向
C．该波的波长为0.8m
D．在t=0时刻之前0.05s，x=0.3m处的质点在x轴上
E．该波的波速可以为4m/s
8．如图所示理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R ，开始时电键K断开，当K接通后，以下说法正确的是
A．副线圈两端MN的输出电压减小
B．输电线等效电阻上的电压增大
C．通过灯泡L1的电流减小
D．原线圈中的电流减小
9．如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么
A．偏转电场对三种粒子做功一样多
B．三种粒子打到屏上时速度一样大
C．三种粒子运动到屏上所用时间相同
D．三种粒子一定打到屏上的同一位置，
10．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。

将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表示数变化量的绝对值，则
A．A的示数增大B．的示数增大
C．与的比值大于r D．大于
三、实验题
11．利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。

如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差（霍尔电压），这一现象称为霍尔效应。

其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于
是c、f间建立起电场E H，同时产生霍尔电压U H．当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，E H和U H达到稳定值。

（1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为l，请写出U H和E H的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图1中c、f哪端的电势高；
（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电荷数为n，每个电荷量为q。

理论表明霍尔电压U H的大小与I和B以及霍尔元件厚度d、材料的性质有关。

试推导出U H的表达式，并指出表达式中体现材料性质的物理量；
（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。

霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。

当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉动信号图象如图3所示。

若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。

12．某同学在测定小车做匀变速运动的加速度的实验中，他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。

x1=3.21 cm，x2=4.23 cm，x3=5.25 cm，x4=6.27 cm，x5=7.29 cm，x6=8.31 cm。

则
（1）每两个计数点间的时间间隔____s
（2）打点计时器在打计数点1时小车的速度v1=___m/s，打点计时器在打计数点5时小车的速度
v5=____m/s，（保留两位有效数字）
（3）小车的加速度a=___m/s2（保留两位有效数字）
四、解答题
13．如图所示，AB为光滑竖直杆，ACB为光滑直角轨道，C处有一小圆弧连接，可使小球顺利转弯（即通过转弯处不损失机械能）。

一个套在杆上的小球（可视为质点）自A点静止释放，分别沿AB轨道和ACB轨道运动，如果沿ACB轨道运动的时间是沿AB轨道运动时间的1．5倍，则AB与AC的夹角为多少?
14．如图，上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上，在其上方水平放置一光屏。

一单色细光束从玻璃砖上表面入射，入射角为i，经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后，在光屏上形成两个光斑。

已知玻璃砖的厚度为h，玻璃对该单色光的折射率为n，光在真空中的速度为c。

求
（i）两个光斑的间距d；
（ii）两个光斑出现的时间差Δt。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A D B C C B 二、多项选择题
7．BCE
8．BC
9．AD
10．ACD
三、实验题
11．（1）C端高（2）（3）12．
四、解答题
13．53º
14．（i）；
（ii）。