4自由落体运动研究匀变速直线运动 4页

1.4自由落体运动研究匀变速直线运动一、考点聚焦Ø电火花计时器电磁打点计时器研究匀变速直线运动二、知识扫描1．自由落体运动自由落体运动是初速度为、加速度大小为，方向的匀加速直线运动。自由落体运动的规律：v=gts=gt2v2=2gs2．电磁打点计时器使用，当电源频率是50Hz时，它每隔打一个点。电火花计时器是利用在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用电压，当电源频率为50Hz时，它也是每隔打一个点。3．打点计时器纸带的处理图1-4-1（1）取点原则是：从打下的纸带中必须选取纸带，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量位置取一个开始点A，然后每5个点（或者说每隔4个点）如图1-4-1所示，取一个计数点B、C、D、E、F…。这样每两个计数间的时间间隔为T＝，计算比较方便．（2）从纸带读取长度的方法：读取长度利用毫米刻度尺．测出各点到A点的距离，算出相邻计数点间的距离s1、s2、s3、s4、s5、s6…。由于毫米尺的最小刻度是mm，读数时必须估读到位．（3）利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度：vn=．②求打下的纸带的加速度利用“逐差法”求a，例利用v－t图象求a，求出B、C、D、E、F…各点的即时速度，画出v－t图线，图线的就是所要求的加速度a三、好题精析图1-4-2例1如图1-4-2所示，悬挂的直杆AB长为Ll，在其下L2处，有一长为L3的无底圆筒CD，若将悬线剪断，则直杆穿过圆筒所用的时间为多少?\n例2从足够高处先后让两个钢球自由下落，两球间用长为9.8米的细绳连结。第一个球下落1秒钟后第二个球开始下落。不计空间阻力及绳的质量，试求在第二个球开始下落后多长的时间，连结两球的细绳刚好被拉直?（g取9.8m/s2）例3一个气球以4m／s的速度竖直上升，气球下面系着一个重物，当气球上升到下面的重物离地面217m时，系重物的绳断了，问这时起，重物经过多长时间落地到地面?重物着地时速度多大?(取g=10m／s2)例4在用打点计时器测匀加速直线运动加速度的实验中，在纸带上取得连续清晰的7个点，用刻度尺测得各点与第1点的距离如下：点的顺序1234567距离(cm)06.0312.5019.3526.5434.1542.15则该运动物体的加速度a=___________m／s2．(所用交流电源频率为50Hz)例5在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图1-4-5所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点，（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流．如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐，求：（1）打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度vB、vC、vD、vE．（2）根据(1)中得到的数据，试在图中所给的坐标系中，画出v－t图象，并从中求出物体的加速度a（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏．理由是：．图1-4-5四、变式迁移1．水滴从高层楼房上某一点自由下落，经过楼下一个高为2.95m的广告牌所用的时间恰是0.1s。求水滴开始自由下落那一点距广告牌上边缘的竖直高度是多少米?（g取10m／s2）\n2．如图1-4-6所示，是实验时得到的一条纸带，每两个相邻点时间间隔为0.02秒，则由图中给定数据可求得小车运动的加速度为__________m/s2。2.42cm2.75cm图1-4-6五、能力突破1．一个物体做自由落体运动，经过1秒钟下落的高度恰是它开始下落时的高度的三分之一，g取9.8m/s2，则物体开始下落时的高度为()A.9.8mmB.14.7mC.19.6mD.4.9m2．为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车起动时的运动可近似看作匀加速运动)，某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片(如图1-4-7)．如果拍摄时每隔2s曝光一次，轿车车身总长为4．5m，那么这辆轿车的加速度约为()．A．1m／s2B．2m／s2C．3m／s2D．4m／s2图1-4-73.一观察者发现，每隔一定时间有一滴水自8ｍ高的屋檐落下，而且看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面。那么，这时第2滴水离地的高度是（）图1-4-8A.2ｍB.2.5mC.2.9mD.3.5m 4．在同一地点，甲、乙两个物体沿同一方向作直线运动的速度一时间图象如图1-4-8所示，则（）A．两物体相遇的时间是2S和6SB．乙物体先向前运动2S，随后作向后运动C．两个物体相距最远的时刻是1S末和4S末D．4S后甲在乙前面5．在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法有益的是()A．选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B．使小车运动的加速度尽量小些C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验图1-4-96．如图1-4-9所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带，从O点开始每5个计时点取一个记数点，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得s1＝5.18cm，s2＝4.40cm，s3＝3.62cm，s4＝2.78cm，s5＝2.00cm，s6＝1.22cm。已知交流电源的频率为50Hz，则(1)相邻两记数点间的时间间隔为s.(2)物体的加速度大小a=m/s２，方向\n(填A→B或B→A)。(3)打点计时器打记数点3时，物体的速度大小v3＝m/s，方向(填A→B或B→A)7．一个物体从H高处自由下落，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？（空气阻力不计，g取9.8m/s2）8．有一铁链，悬其上端。若从悬点放开铁链，则铁链经过悬点下20米处所用时间恰好是1秒钟，求铁链长。（g取10m/s2）9．一矿井深45米，在井口每隔一定时间自由落下一个小球，当第7个小球从井口开始下落时，第一个小球恰好落至井底，问：（g取10m/s2）（1）相邻两个小球下落的时间间隔是多少？（2）这时第3个小球和第5个小球相距多远？10.一跳伞运动员从350ｍ高空离开飞机跳伞降落，为了使落地时间快一些，开始时未打开伞而自由下落，降落一段距离后才张开伞，张开伞后以2m/s2的加速度匀减速下落，到达地面时的速度为4m/s.问跳伞运动员应在离地面多高时张开伞?(g=10m/s２)