自由落体运动模拟
（一）自由落体ABAQUS模拟
问题描述：实心小球直径D=100mm，从距离铁板（相当于地面上放置一铁板）900mm处掉落（指小球最下端点离铁板900mm，球心实际离铁板上表面950mm）。材料属性小球密度：7.8e-9，弹性模量E：2.1e5，泊松比：0.3；铁板按小球材料属性一样设置。
ABAQUS 仿真模拟：
步骤1：建立小球和铁板模型，可以通过第三方软件UG或者CATIA建立，也可以用ABAQUS 直接建立，这里不详述，建立的三维模型见下：
步骤2：先在PART里面对小球进行处理，方便后面操作，如上图把小球分割成几部分。建立材料属性：如上给定，建立即可，然后建立实体均值截面，在赋给小球和铁板就行了，这里不赘述，见下面两图。
步骤3：装配。建立模型的时候预先把位置定位好，装配的时候直接装配就行，不用再定位，定位后如下图：
步骤4：建立显示动力分析步，几何非线性打开，建立一个Step就行了，时间默认设置1秒，不作改动，如下图：
步骤5：建立球外表面与铁板上表面的接触对，第一表面选择球，第二表面选择铁板，摩擦系数可以不设置，也可以设置得很小，这里影响不大，如上图所示。
步骤6：施加载荷和边界条件：首先固定铁板下表面，然后对球施加重力加速度g：如下几图：在对球施加重力加速度g时，区域选择小球的整个区域；对铁板施加固定约束时，选择铁板下表面即可。
步骤7：划分网格：小球整体布种子10，铁板整体布置种子50，点击划分就OK了，单元的选择都默认就行，不需要作修改，划分好的网格见下。
步骤8：建立JOB，计算即可.
总结说明：最后小球在0.42S左右与铁板碰撞，最后回弹挑起。
（二）ABAQUS 质量放大探讨
质量缩放（mass scaling）放大的究竟是什么，怎么确定合理的质量放大系数？
1. 先通过模拟仿真实验来看，自由落体运动，只有重力作用(G=mg)，没有其它外力。上面仿真,分析步都没有设置质量放大系数，运算结果与计算自由落体运动公式（位移
S=1
2
g^2
t）的位移结果基本一致。
①．放大5倍：选择0.8S（位移S2）和1S（位移S1）时候的位移进行测量：模拟值：S1=847.6mm（0.95秒撞到铁板，后回弹了），S2=637.7mm
计算值：S1=1
2
g2t=
1
2
*10*21=5m=5000mm. S2=
1
2
*10*2
0.8=3.2m=3200mm.
模拟值的S1和S2约等于计算值的1
5
（因铁球与铁板距900mm，所以S1是按照1S计算的
话，就是1000mm位移，表示已经碰撞上了，后来回弹了，模拟值S1为回弹后位移）
②．放大10倍：
模拟值：S1=497.4mm，S2=318.5mm
计算值：S1=1
2
g2t=
1
2
*10*21=5m=5000mm. S2=
1
2
*10*2
0.8=3.2m=3200mm.
模拟值的S1和S2约等于计算值的
1 10
③．放大50倍：
模拟值：S1=100.4mm，S2=64.22mm
计算值：S1=1
2
g2t=
1
2
*10*21=5m=5000mm. S2=
1
2
*10*2
0.8=3.2m=3200mm.
模拟值的S1和S2约等于计算值的1 50
④．放大100倍：
模拟值：S1=498.8mm，S2=319.3mm
计算值：S1=1
2
g2t=
1
2
*10*21=5m=5000mm. S2=
1
2
*10*2
0.8=3.2m=3200mm.
模拟值的S1和S2约等于计算值的
1 100
总结思考：这里只有重力作用，相当于只与质量相关，质量放大原来的N倍，模拟出来的
位移就是原来的1
N
。可以这样理解：g=
G
m
，m放大了N倍，g就相当于缩小了
1
N
，最后
模拟出来的位移仍然可以按照公式S1=1
2
g2t来计算，这样模拟值和计算值就完全吻合了。
2．由1的仿真实验和理论计算分析，可以知道，质量放大系数放大的就是质量m，缩放因子是多少就是放大了质量m多少倍。
3. 对于爆炸和碰撞等模拟，质量几乎可以不用考虑，运用质量缩放可以有效节约计算时间，提高效率。合理的质量放大系数从上面的模拟看，也很关键，当然在质量可以忽略的情况下，质量放大系数大致合理就行，系数究竟多大合适，需要实践和经验得出，不同的模拟仿真，质量放大系数不一样。
4. 本课题组模拟的桥壳胀压成型，属于金属成型范畴，用的静力通用分析步，这样比较准确。当然，用显示动力分析也可以，即准静态模拟，质量缩放系数为1。自己做过显示动态分析的压制、胀形，质量放大系数设置为10左右，计算效率提高了，最后模具行走的位移有几毫米偏差，虽然很小，当还是不能准确到位，所以最后没有采用显示计算了。但是，从这里看出，金属成形的作用力和内压力是很大的，管重力与之相比，几何可以忽略，即使放大10倍，20倍，运算结果也只有百分之几甚至百分之零点几的误差。
燕山大学车辆工程杨建2012年9月12 编辑贡献
自由落体运动例题及习题
自由落体运动 典型例题： 2 例 1 从离地500m 的空中自由落下一个小球，取g= 10m/s ，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； 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． 1 [ 解]（1）由h = gt2，得落地时间： 2h 2× 500 t s 10s g 10 （2）第1s 内的位移： 1 2 1 2 h1gt12× 10× 12 5m 1 2 1 2 因为从开始运动起前9s 内的位移为： 1 2 1 2 h9 2gt29 2×10×92m 405m 所以最后1s 内的位移为： h10=h-h 9=500m-405m=95m （3）落下一半时间即t'=5s ，其位移为 121 h5 2gt' 2× 10×25m 125m 说明根据初速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 ∴ h 10=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：
22 ht/2 ∶ht =1 ∶2 =1∶ 4
11 h t/2 h t ×500m 125m 44 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 ． 解方法 1 根据自由落体公式 式（1）减去式（2），得 h gTt 21gt2， h 1 gt 2 2 gt 1 196 × 9.8×16 2 2 7s， 9.8×4 H 1 gT2 1×9.8×72 m 2401. m. 22 方法 2 利用匀变速运动平均速度的性质由题意得最后4s 内的平均速度为h 196 v m /s 49m / s. t4 因为在匀变速运动中，某段时间中的平均速度等于中点时刻的速度，所以下落至最后时的瞬时速度为 v't v 49m /s. 由速度公式得下落至最后2s 的时间H高 2s
高中物理：自由落体运动单元测试卷
高中物理：自由落体运动单元测试卷 说明：1．本卷主要考查自由落体运动的概念,自由落体运动的规律,重力加速度的概念,以及伽利略对自由落体运动的研究等．命题的出发点为对基本概念和学习能力的考查,对初学者较为实用。 2．考试时间40分钟,满分100分． 一、选择题（每题6分,共60分） 1．（原创）关于自由落体运动,下列说法正确的是（） A．物体不受空气阻力的的运动 B．物体在真空中的运动 C．加速度为g的竖直下落运动 D．初速度为零,加速度为g的竖直向下匀加速运动。 答案：D…… 解析：自由落体运动是由静止开始的只有重力的运动,因此是初速度为零,加速度为g的竖直向下匀加速运动 2．（原创）一棵树上的一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面,苹果先着地,而树叶后着地。下面说法中正确的是( ) A.苹果和树叶做的都是自由落体运动 B.苹果受到空气的阻力小,而树叶受到的空气阻力大。 C.苹果的运动可看成自由落体运动,树叶的运动不能看成自由落体运动 D．假如地球上没有空气,则苹果和树叶会同时落地 答案：D…… 解析：苹果和树叶都受到空气的阻力作用,而树叶受到的空气阻力小,与质量相比影响大,所以苹果先落地,假如没有空气,都做自由落体运动,应该同时落地。 3．（原创）在无风的天气里,从5楼的楼顶,掉下一颗石子,它的速度图像是图1中的哪一个（） 图1 答案：B……
解析：石子受到空气的阻力可以忽略不计,可看成是自由落体运动。是初速度为零的匀加速直线运动。 4．（原创）某小区的一栋住宅楼上,一个物体从楼顶下落,在到达地面前最后1 s 内通过的位移 是整个位移的为地面上的15层楼（每层楼的高度为3m ）,则整栋楼房的高度为 ( ) A ．100m B ．125m C ．200m D ．80m 答案：B 解析：物体做自由落体运动,221gt h =,()212145-=-t g h ,所以m h 45= 5．(原创)关于自由落体加速度的说法,正确的是（ ） A ．自由落体的加速度在地球赤道处最大 B ．质量大的物体重力大,所以重力加速度也大 C ．.重力加速度赤道上最小,两极最大,随纬度的增大而减小。 D ．重力加速度随地面高度的增大而减小,高山上的重力加速度比平地的重力加速度小。 答案：CD …… 解析：本体考查的重力加速度的有关概念,随纬度的增大而增大,随高度的增大而减小。与物 体的质量无关。 6．（改编）一个物体自h 高处做自由落体运动的平均速度为10m/s,则下落的高度h 和运动时间为( ) A.5.0m B.20m C.2s D.2.5s 答案：BC …… 解析：自由落体的初速度为0,平均速度为10m/s,所以魔速度为20m/s,由公式gt v =,得s t 2=, 落体高度为m gt h 202 12==………… …… 7．(改编)如图2所示为某研究性学习小组用频闪照相机研究自由落体运动的相片,每两次闪光 时间间隔为30 1s,a 、b 、c 、d 是四个相邻位置。由此实验结果可得知,重力加速度的数值是 ( ) 图2
高一物理自由落体运动同步练习题及答案
高一物理自由落体运动同步练习题及答案 题号一、选择 题 二、填空 题 三、实验, 探究题 四、计算 题 总分 得分 一、选择题 11、取一根长2 m 左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线的一端系上第一个垫圈，隔12 cm 再系一个，以后每两个垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm，如图所示，站在椅子上，向上提起线的另一端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内．松手 后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫 圈 ( ) A．落到盘上的声音时间间隔越来越大 B．落到盘上的声音时间间隔相等 C．依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4 D．依次落到盘上的时间关系为1∶(－1)∶(－)∶(2－) 12、在一高度处同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，其最根本的原因是因为 A．它们的重量不等 B．它们的密度不等 C．它们的材料不同 D．它们所受空气阻力的影响不同 13、近年来测重力加速度g值的一种方法叫“对称自由下落法”。具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处所用时间为t2，在小球运动过程中经过比O点高h 的B点，小球离开B点至又回到B点所用时间为t1，测得t1、t2、h，则重力加速度的表达式为（） A． B． C． D． 14、伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，从而创造了一种科学研究的方法．利用斜面实验主要是考虑到（） A.实验时便于测量小球运动的速度 B. 实验时便于测量小球运动的时间 C. 实验时便于测量小球运动的路程 D. 斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律 二、填空题22、自由下落的物体，从H 高处自由下落，当物体的运动速度是着地速度的一半时，距地面的高度 为。 23、物体自由下落的总时间是6s，若取g= 10m /s2，则下落的高度是_________m，它在0～2s内下 落的高度是_________m，在2～4s内下落的高度是________m，在4～6s内下落的高度是_________m。 24、用20m/s的初速度竖直上抛一个小球后，又以25m/s的初速度再向上抛出第二个小球，结果两 球在抛出点以上15m处相遇，那么两球抛出的时间相差______________s。 三、实验,探究题 27、某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如题图乙所示。该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)： 方法A：由……，取平均值g=8.667 m/s2; 方法B：由取平均值g=8.673m/s2 甲 （1）从实验装置看,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该 是 _____________________________。 （2）从数据处理方法看，选择方法___________（A或B）更合理，这样可以减少实验的 __________(填“系统”或“偶然”)误差。 （3）本实验误差的主要来源有_________________________________（试举出两条）。 28、（1）小球作直线运动时的频闪照片如图所示．
自由落体运动能力测试题(有解析人教版必修一)
自由落体运动能力测试题（有解析人教版必修一） 自由落体运动能力测试题（有解析人教版必修一）基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题) 1．一个物体做自由落体运动，速度―时间图象正确的是( ) 答案：C 解析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。A表示物体做初速度不为零的匀减速运动，A错；B表示物体做匀速直线运动，B错；C表示物体做初速度为零的匀加速直线运动，只不过是以向上为正方向，C正确；D 做的是初速度不为零的匀加速直线运动，D错。 2．在大枣红了的时候，几个小朋友正在大枣树下用石块投向枣树，若某个小朋友从看到石块击中枣树树枝到听到大枣的落地声最少需要0.7s，估算一下这棵枣树的高度至少是( ) A.1.5m B.2.5m C.5m D.7m 答案：B 解析：红枣从树枝上脱落可认为做自由落体运动，下落时间t＝0.7s，根据h＝12gt2，h≈2.5m，所以树高至少2.5m，选项B正确。 3.某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆(如下图所示)。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g＝10m/s2)( ) A.2m/s B.4m/s C.6m/s D.8m/s 答案：B 解析：本题是联系实际的竖直上抛问题，要考虑到人的重心高度。因为是估算，所以可大体认为人的重心在身体的中点。身体横着越过1.8m的横杆，此时重心高度为1.8m，起跳时重心高度为0.9m，所以竖直上跳的最大高度为h＝1.8m－0.9m＝0.9m 所以跳起时竖直分速度v＝2gh＝ 2×10×0.9m/s＝32m/s 最接近的是4m/s，所以应选B。 4．关于重力加速度的说法中，正确的是( ) A.重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8m/s2 B.在地球上不同的地方，g 的大小不同，但它们相差不是很大 C.在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 D.在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小答案：BCD 解析：首先，重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同。在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8m/s2左右，所以A不正确，B正确。在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐变小，所以C、D正确。 5.(河南中原名校12～13学年高一上学期
自由落体运动专题练习
自由落体运动练习 1．甲的重力是乙的3倍，它们从同一地点同一高度处同时自由下落，则下列说法正确的是 ( ) A ．甲比乙先着地 B ．甲比乙的加速度大 C ．甲、乙同时着地 D ．无法确定谁先着地 2．自由落体运动是 ( ) A ．物体不受任何作用力的运动 B ．物体在真空中的运动 C ．加速度为g 的竖直下落运动 D ．初速度为零，加速度为g 的竖直下落运动 3．图2-12中所示的各图象能正确反映自由落体运动过程的是 ( ) 4．从某高处释放一粒小石子，经过 1 s 从同一地点释放另一小石子，则它们落地之前，两石子之间的距离将 ( ) A ．保持不变 B ．不断变大 C ．不断减小 D ．有时增大有时减小 【重难突破—重拳出击】 1．一观察者发现，每隔一定时间有一个水滴自8 m 高处的屋檐落下，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，那么这时第二滴水离地的高度是 ( ) A ．2 m B ．2．5 m C ．2．9 m D ．3．5 m 2．一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1 s 内的位移大小是s ，则它在第3 s 内的位移大小是 ( ) A ．5s B ．7s C ．9s D ．3s 3．自由落体第5个0．5 s 经过的位移是第1个0．5 s 经过的位移的倍数为 ( ) A ．5 B ．9 C ．10 D ．25 4．自由下落的物体，自起点开始依次下落三段相等的位移所用的时间的比是 ( ) A ．1∶3∶5 B ．1∶4∶9 C ．1∶2∶3 D ．1∶(2-1)∶(3-2) 5．物体从某一高度自由下落，第 1 s 内就通过了全程的一半，物体还要下落多少时间才会落地 ( ) A ．1 s B ．1．5 s C ．2 s D ．(2-1)s 6．在月球上甲的重力比乙的重力大10倍，甲从100 m 高处自由落下，乙从200m 高处同时自由落下．以下几种说法中正确的是 （ ） A ．两物体下落过程中，任一时刻甲的速率比乙大 B ．下落l s 初，它们的速度不相等 C ．各自下落l m 它们的速度相等 D ．下落过程中甲的加速度比乙大 图2-12 v 0 t B v 0 t A v 0 t C x 0 t D
高中物理--自由落体运动教案
高中物理--自由落体运动教案 三维目标 知识与技能 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。 2．能用打点记时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。 3．知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球上不同地方,重力加速度大小不同。 4．掌握如何从匀变直线运动的规律推出自由落体运动的规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题。 5．初步了解探索自然规律的科学方法,培养学生的观察、概括能力。 过程与方法 1．由学生自主进行实验探究,采取实验室的基本实验仪器—打点记时器,记录下运动的信息,定量地测定重物自由下落的加速度,探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法。 2．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。 3．引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。 4．引导学生学会分析数据,归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律。 5．教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究的机会,根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流。 情感态度与价值观 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/。 2．渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型—自由落体 3．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。 教学重点 重点是使学生掌握自由落体的速度和位移随时间变化的规律。自由落体的特
征是初速度为零,只受重力作用(物体的加速度为自由落体加速度g)。 教学难点 是演示实验的技巧及规律的得出,介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理。 教具 牛顿管、硬币、小纸片、打点记时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物等 课时安排 1课时 教学内容 复习提问 s1∶s2∶s3=1∶4∶9sⅠ∶sⅡ∶sⅢ＝1∶3∶5 引入新课 演示：多种小物体的下落。我们都见过雨滴、雪片从天而降,树叶飘落,苹果坠地以及石子落入水井中,上述物体都是受到重力作用而竖直下落的。 落体运动：指出在地面附近的任何物体,脱离支持物后,竖直落向地面的运动叫做落体运动。 研究落体运动对我们的生产和生活有非常重要的意义。如：我们通过坠落的石子来测量井口到水面的深度；飞机空投人员和货物时使用降落伞以减小着地速度等都用上了自由落体运动的相关知识。引入新课 历史回顾及实验 演示１：取一枚硬币,一枚与硬币等大的纸片,让它们从同一高度同时下落,观察下落情况。 结论：“物体越重,下落得越快”。 1．亚里士多德(Aristotle)的认识 从公元前4世纪至公元17世纪,这种观念统治了人们两千多年之久。
高一物理自由落体运动典型例题
自由落体运动典型例题 [例1]从离地500m的空中自由落下一个小球，取g= 10m/s2，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. [分析]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. （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 [说明]根据初速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. [分析]根据题意画出小球的运动示意图（图1）其中t=4s， h=196m. [解]方法 1 根据自由落体公式 式（1）减去式（2），得
方法2 利用匀变速运动平均速度的性质由题意得最后4s内的平均速度为 因为在匀变速运动中，某段时间中的平均速度等于中点时刻的速度，所以下落至最 后2s时的瞬时速度为 由速度公式得下落至最后2s的时间 方法3 利用v－t图象 画出这个物体自由下落的v-t 图，如图2所示.开始下落后经时间（T—t）和T后的速度分别为g（T-t）、 gT. 图线的AB段与t轴间的面积表示在时间t内下落的高度h.。由
高一物理自由落体运动练习题完美
自由落体运动练习题 一、 自由落体运功 1、 定义：只在重力作用下，从静止开始下落的运动 注意(1)只在重力作用下 (2)从静止下落 二、 重力加速度 1、 定义：自由落体运动的加速度，“g ”； 方向： 竖直向下 2、大小：g=9.8 m/2 s 注意：（1）在同一地点，重力加速度g 的大小是相同的；在不同的地点，g 的值略有不同 a.同一海拔高度，纬度越高的地方，g 越大． b.同一纬度，海拔高度越高的地方，g 越小 ． （2）一般取g ＝9.8 m/s 2 ，以题目要求为主。 （3）在不同的星球表面，重力加速度g 的大小一般不相同． 3 方向：竖直向下 4 实质：是一个初速为零，加速度为g 的匀加速直线运动。 三 自由落体运动的速度 （1）大小 ： t v gt （2）方向 ： 竖直向下 四 自由落体运动速度-时间和位移-时间图像 [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.
[例2]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. 【练习】 一、选择题 1.甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是[ ] A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大 C.甲、乙同时着地 D.无法确定谁先着地 2.关于自由落体运动，下列说法正确的是 [ ] A.某段时间的平均速度等于初速度与末速度和的一半 B.某段位移的平均速度等于初速度与末速度和的一半 C.在任何相等时间内速度变化相同 D.在任何相等时间内位移变化相同 3.自由落体运动在任何两个相邻的1s内，位移的增量为 [ ] A.1m B.5m C.10m D.不能确定 4.甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是 [ ] A.两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大 B.下落1s末，它们的速度相同 C.各自下落1m时，它们的速度相同 D.下落过程中甲的加速度比乙的加速度大 5.从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将 [ ] A.保持不变 B.不断增大 C.不断减小 D.有时增大，有时减小
自由落体运动练习题
2.5 自由落体运动（同步测试） 张成进 江苏徐州睢宁魏集中学 1、在忽略空气阻力情况下，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，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，相同的位移和相同的 加速度 D. 两块石块在下落段时间内的平均速度相等。 2、一个物体做自由落体运动，速度—时间图象正确的是（ ） 3、甲乙两球从同一高度相隔1秒先后自由落下，在下落过程中（ ） A. 两球的距离始终不变 B. 两球的距离越来越大。 C. 两球的速度差始终不变 D. 两球的速度差越来越在 B D
4、自由下落的物体，在任何相邻的单位时间内下落的距离之差h ?和平均速?在数值上分别等于（） 度之差v A.g/2 2g B.g/2 g/4 C.g g D.g 2g 5、一个自由落体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半，求它落到地面所需的时间。 6、有一直升机停在200m高的空中静止不动，有一乘客从窗口由静止每隔1秒释放一个钢球，则钢球在空中的排列情况说法正确的是（） A.相邻钢球间距离相等 B.越靠近地面，相邻钢球的距离越大 C.在落地前，早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球的速度大 D.早释放的钢球落地时的速度大 7、为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过2.5S 后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？ 8、一个自由下落的物体，它在最后1秒的位移是35m，则物体落地速度是多大？下落时间是多少？
高一物理自由落体运动教案
教学目标 1、知识目标：学习自由落体运动、理解自由落体加速度，掌握自由落体运动的规律。 2、能力目标：培养学生在实验探索中进行研究性学习，体验学生间的交流合作。 3、情感目标：让学生受到见义勇为的思想教育和集体观念教育。 教学重点 理解不同物体做自由落体运动的加速度都相同。 教学难点 从实验中得出自由落体运动的特点及其运动性质。 教学方式 讲解、演示、师生互动、对比归纳。 教学仪器 金属片，纸片；牛顿管，抽气机；重物，直尺。 教学过程 [引入课题] 最美妈妈吴菊萍的故事：20XX年7月2日下午1点半左右，杭州滨江区的闻涛社区的一处住宅小区内，两岁女孩突然从10楼高空坠落，眼看一出悲剧即将上演。刹那间，刚好路过的吴菊萍毫不犹豫冲过去，徒手抱接了一下女孩，自己的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但是，由于她奋不顾身的这一接，女孩稚嫩的生命得救了。同样有着两岁儿子的吴菊萍之后被人们称为最美妈妈！ 多么惊险的一幕，吴菊萍这种舍己救人的精神确实值得大家学习，如果2岁小女孩是从半米高的位置落到大人手中，小女孩会毫发无损，而从10层楼高的位置落下来后，为什么造成如此严重的后果？吴菊萍从观察到动手接住小女孩，允许她反应的时间到底有多少？她又冒着多大的危险去接小女孩的呢？ 生活中有许多这种落体现象。为了研究问题的方便，我们今天只研究最简单、最理想的落体运动——自由落体运动。 [新课教学] 提问：大家看见过落体运动吗？ 树叶的下落； 雨滴、雪花的下落； 蹦极时，人的下落； 工地上，从高处落下的砖头和瓦片；等等。 提问：你们仔细观察过落体运动吗？ 演示实验：小石头和羽毛的下落。 实验现象：小石头下落的比羽毛快。 早在公元前4世纪，希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快。 提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？ 同学们可以通过实验研究这个问题，桌上有金属片和纸片，利用它们设计小实验，做一做。
2020高中物理 专题2.5 自由落体运动测试 新人教版必修1
2.5 自由落体运动 一、选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中. 1~6题只有一项符合题目要求；7~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，在上海陋习排行榜”中，它与“乱扔垃圾”齐名，排名第二。数据表明：一个拇指大的小石块，在25楼甩下时可能会让路人当场送命。忽略空气阻力影响，试估算一下25楼甩下的石块掉落到地面上，撞击地面的速度大约为（） A． 12m/s B． 22m/s C． 30m/s D． 40m/s 【答案】 D 【解析】 2．从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间,两位同学合作,用刻度尺可测得人的反应时间:如图甲所示,A握住尺的上端,B在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触),当看到A放开手时,B立即握住尺。若B做握尺准备时,手指位置如图乙所示,而握住尺时的位置如图丙所示,由此测得B同学的反应时间约为() A． 2.0 s B． 0.30 s C． 0.10 s D． 0.04 s 【答案】 B 【解析】 反应时间就是直尺自由下落的时间，应用自由落体运动的规律即可求解；根据自由落体运动规律h=gt2得反应时间t=；将h=(60-20) cm=0.40 m，g取9.8 m/s2代入得t=s≈0.30 s，故选项B正确.
点睛：本题重点要知道什么是人的反映时间，即人从发现情况到采取措施所用的时间．并明确物体做自由落体运动． 3．秋日，树叶纷纷落下枝头，其中有一片梧桐叶从高为5m的枝头自静止落至地面，所用时间可能是（）A． 0.1s B． 0.5s C． 1s D． 3s 【答案】 D 考点：匀变速直线运动的规律 4．一物体从高处自由下落,经3 s着地,在下落的最后1s内位移大小是(g取10 m/s2,不计空气阻力)() A． 5 m B． 15 m C． 25 m D． 45 m 【答案】 C 【解析】 【详解】 由自由落体的位移公式知，前3s内的位移为；前2s内的位移为 ；故最后1s位移为H=h2-h1=45-20m=25m；故C正确，A、B、D错误；故选C。【点睛】 解决本题的关键掌握自由落体运动的公式、、. 5．为了估测相机的曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：他从墙面上某点，让一个小石子自由落下，对小石子照相得到如图所示的照片，由于小石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹AB=12 cm，且下落起点(题中未画出)到A点的竖直距离约为1.8 m，从这些信息可以粗略估算该相机的曝光时间最接近于(重力加速度g=10 m/s2) A． 0.02 s B． 0.04 s C． 0.08 s D． 0.2 s 【答案】 A
人教版物理必修一试题自由落体运动单元测试卷
自由落体运动单元测试卷 江苏张启业 说明：1．本卷主要考查自由落体运动的概念，自由落体运动的规律，重力加速度的概念，以及伽利略对自由落体运动的研究等．命题的出发点为对基本概念和学习能力的考查，对初学者较为实用。 2．考试时间40分钟，满分100分． 一、选择题（每题6分，共60分） 1．（原创）关于自由落体运动，下列说法正确的是（） A．物体不受空气阻力的的运动 B．物体在真空中的运动 C．加速度为g的竖直下落运动 D．初速度为零，加速度为g的竖直向下匀加速运动。 答案：D…… 解析：自由落体运动是由静止开始的只有重力的运动，因此是初速度为零，加速度为g 的竖直向下匀加速运动 2．（原创）一棵树上的一个苹果和一片树叶同时从静止直接落向地面，苹果先着地，而树叶后着地。下面说法中正确的是() A.苹果和树叶做的都是自由落体运动 B.苹果受到空气的阻力小，而树叶受到的空气阻力大。 C.苹果的运动可看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动 D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地 答案：D…… 解析：苹果和树叶都受到空气的阻力作用，而树叶受到的空气阻力小，与质量相比影响大，所以苹果先落地，假如没有空气，都做自由落体运动，应该同时落地。
3．（原创）在无风的天气里 ，从5楼的楼顶，掉下一颗石子，它的速度图像是图1中的哪一个（） 答案：B …… 解析：石子受到空气的阻力可以忽略不计，可看成是自由落体运动。是初速度为零的匀加速直线运动。 4．（原创）某小区的一栋住宅楼上，一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后1s 内通过的 位移是整个位移的为地面上的15层楼（每层楼的高度为3m ），则整栋楼房的高度为() A ．100m B ．125m C ．200m D ．80m 答案：B 解析：物体做自由落体运动，221gt h =，()212 145-=-t g h ，所以m h 45= 5．(原创)关于自由落体加速度的说法，正确的是（） A ．自由落体的加速度在地球赤道处最大 B ．质量大的物体重力大，所以重力加速度也大 C ．.重力加速度赤道上最小，两极最大，随纬度的增大而减小。 D ．重力加速度随地面高度的增大而减小，高山上的重力加速度比平地的重力加速度小。 答案：CD …… 解析：本体考查的重力加速度的有关概念，随纬度的增大而增大，随高度的增大而减小。与物体的质量无关。 6．（改编）一个物体自h 高处做自由落体运动的平均速度为10m/s ，则下落的高度h 和运动时间为( ) A.5.0m B.20m C.2s D.2.5s 答案：BC …… 解析：自由落体的初速度为0，平均速度为10m/s ，所以魔速度为20m/s ，由公式gt v =，得s t 2=，落体高度为m gt h 202 12==……………… 7．(改编)如图2所示为某研究性学习小组用频闪照相机研究自由落体运动的相片，每两次 闪光时间间隔为 301s,a 、b 、c 、d 是四个相邻位置。由此实验结果可得知，重力加速度的数值是() 图1
自由落体运动经典习题
自由落体运动习题课 1．关于自由落体运动的加速度，下列说法中正确的是（） A、重的物体下落的加速度大 B、同一地点，轻、重物体下落的加速度一样大 C、这个加速度在地球上任何地方都一样大 D、这个加速度在地球赤道比在地球北极大 2．下列关于自由落体运动的说法中正确的是（） A、物体沿竖直方向下落的运动是自由落体运动 B、物体初速度为零，加速度为9.8m/s2的运动是自由落体运动 C、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动是自由落体运动 D、物体在重力作用下的运动是自由落体运动 3．甲、乙两物体质量之比为m甲∶m乙 = 5∶1，甲从高H处自由落下的同时乙从2H处自由落下，不计空气阻力，以下说法错误的是（） A．在下落过程中，同一时刻二者速度相等 B．甲落地时，乙距地面的高度为H 2 C．甲落地时，乙的速度的大小为gH D．甲、乙在空中运动的时间之比为1∶2 4．把自由落体物体的总位移分成相等的三段，则按由上到下的顺序经过这三段位移所需时间之比是( ) A.1∶3∶5 B.1∶4∶9 C.1∶2∶3 D.1∶(2-1)∶(3-2) 5、一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1 s内的位移大小是h，则它在第3 s 内的位移大小是多少？ 6．小球自某一高度自由落下，它落地时的速度与落到一半高度时的速度之比是多少？ 7．一观察者发现，每隔一定时间有一个水滴自8 m高处的屋檐落下，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，那么这时第二滴水离地的高度是多少？（g取10m/s2） 8．一物体从某一高度自由下落，经过一高度为2m的窗户用时0.4s,g取10m/s2.则物体开始下落时的位置距窗户上檐的高度是多少？ 9．一条铁链长5 m，铁链上端悬挂在某一点，放开后让它自由落下，铁链经过悬点正下方25 m处某一点所用的时间是多少？(取g=10 m/s2) 10、一个小物体从楼顶开始做自由落体运动，已知它第一秒内的位移恰为它最后一秒内位移的一半，g取10m/s2，则它开始下落时距地面的高度为多少？ 11.跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当距地面125米时打开降落伞，开伞后运动员就以大小为14.3米/二次方秒的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为5米/秒。 问：（1）运动员离开飞机瞬间距地面的高度为多少？
高中物理必修一自由落体运动精品教案
必修一2.5 自由落体运动 一、教材分析 本节内容属于《普通高中物理课程标准》中必修模一第二章《匀变速直线运动的研究》第五节《自由落体运动》的教学内容。自由落体运动是匀变速直线运动的一种具体情形。此前，学生已经学习了匀变速直线运动的规律，也学习了研究匀变速直线运动的基本方法，对本课的学习，实际上是引导学生利用已有知识解决生活实际中的问题。组织学生进行探究活动，既有利于巩固所学的知识，培养学生解决实际问题、探求规律的能力，还能对学生进行科学方法和科学思想的教育。 二、教学目标 1、知识与能力 （1）理解自由落体运动，理解是重力加速度， （2）掌握自由落体运动的规律， （3）培养学生分析和综合、推理和判断等思维能力。 2、过程与方法 通过观察轻重不同物体在真空中的下落过程，实际测量重物自由下落的加速度等探究活动，让学生体会科学推理和科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。 3、情感态度和世界观 感受前人（亚里士多德）崇尚科学、勇于探索的人格魅力，培养学生严谨务实的科学态度。促进学生形成科学思想和正确的世界观。 三、教学重点、难点 重点：不同物体自由下落有共同加速度g、做好实验 难点：斜面实验设计的巧妙性、实验过程中科学猜想、数学推导、合理外推的体现 四、学情分析 在前面的教学中，学生已经初步掌握了平均速度、瞬时速度、加速度的概念，对自由落体运动也有过思考，接触过亚里士多德的观点和伽利略著名的比萨斜塔实验，但未曾接触匀变速直线运动和理想实验的概念。 五、教学方法
实验探究法、分析法、实验归纳法、讲授法、讨论法。 六、课前准备 1、牛顿管、抽气机； 2、10套：纸片、铁架台、铁螺丝、铁夹、铁横杆、纸带夹、打点计时器（带复写纸片）、纸带、重锤、海绵垫、接线板；长刻度尺。 七、课时安排 1课时 八：教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 =t V 0V +at 202 1at t V S += as V V t 2202=- （二）情景导入、展示目标 在日常生活中，我们会看到这种现象：把小石头和树叶举到相同高度，石头的重量比树叶重，同时由静止开始释放。观察哪个先落地？ （演示：石头和树叶） 观察结果：石头先落地 类似的现象在生活中还有很多，早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快。在我们今天看来，他这个说法是否正确呢？ 提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？ （三）合作探究、精讲点拨。 我们可以通过实验研究这个问题，桌上有两张纸片（同种材料，质量不同）观察掉落在桌面的情况： 1. 两张纸平摊，同一高度，同时静止释放。 2. 把质量小的纸捏成纸团，同一高度，同时静止释放。 可见，重的物体不一定下落得快，轻的物体下落不一定慢。那么是什么原因造成的呢？ （受空气阻力的影响） 正是由于有空气阻力的影响，物体下落得才有快有慢。同学们想想看，如果没有空气阻力的影响，也就是在一个没有空气的空间里，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢？
(完整版)自由落体运动练习题
自由落体运动练习题 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 2．下图中能够反映自由落体运动规律的是( ) 3.如图所示，A、B两小球用长为，L的细线连接悬挂在空中。A距湖水水面高 度为H，释放小球，让它们自由落下，测得它们落水声相差Δt。如果球A距 湖面的高度H减小，则△t将( ) A．增大B．不变C．减小D．无法判断 4．物体做竖直上抛运动，设初速度方向为正方向，则它在整个过程中速度v跟时间t的关系是图中的哪个( ) 5．关于自由落体运动，下列说法正确的是( ) A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动 B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动 C．自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等 D．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动 6．从同一高度处先后释放两个重物．甲释放一段时间后，再释放乙，此后以乙为参考系，则甲的运动形式为( ) A．自由落体运动B．匀加速直线运动a
高中物理 《自由落体运动》教案
《自由落体运动》教案 ★ 新课标要求 1、知识目标： （1）使学生知道什么是自由落体运动，理解自由落体运动的条件和特征，掌握重力加速度的概念； （2）掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题。 2、能力目标： （1）培养学生的观察能力、逻辑推理能力和实验设计能力； （2）进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力； ★ 教学重点：自由落体运动的特征和规律； ★ 教学难点：研究自由落体运动的特征 ； ★ 实验教具：薄纸片和石头、牛顿管、重物、直尺、多媒体课件等 教学过程： 一、复习提问 前面我们学习了匀变速直线运动的规律。下面我们一起来回顾一下匀变速直线运动的有关知识。 速度公式： 0t v v at =+ 位移公式： 2012 s v t at =+ 速度位移公式：2202t v v as -= 推论：做匀变速直线运动的物体，在连续相等的时间间隔T 内位移之差为一 恒量。 s 1= s 2=…= aT 2 二、导入新课 举例：用手握住的石头处于静止状态。 （老师提问）松手后石头的运动情况如何？ （学生活动）思考与讨论并猜想。 V 0=0，石头竖直下落。 （老师演示）提醒同学们注意观察。 （学生活动）石头下落时做V 0=0的竖直方向的直线运动。 过渡引言：今天我们就来深入的认识这一运动———自由落体运动。 三、新课教学 1、演示实验一：
石头与纸片从同一高度同时由静止开始下落。问：我们可观察到什么现象？（看到石头比纸片下落得快）。为什么石头比纸片下落得快呢？（石头重一些，重的物体比轻的物体下落快） 教师介绍：早在2000多年前，古希腊的哲学家亚里士多德通过对落体运动的观察、研究，得出“物体下落快慢由物体重力决定”即“物体越重下落越快”的结论。亚里士多德的观点是否正确呢？（不对）这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。 过渡引言：实际上重的物体下落的快只是我们的一种生活经验，现在我们再来做一个实验。 2、演示实验二： 取半张纸与一张纸，把半张纸揉成一团，两者也分别从同一高度同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？（半张纸比一张纸下落的快，轻的物体下落快）。 过渡引言：轻的物体下落快，这不是与亚里士多德的结论相矛盾吗？为什么会有两种不同的观点呢？我们再来做一个实验。 3、演示实验三： 取两张相同纸，把其中一张揉成团，两者也分别从同一高度同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？（纸团比纸片下落得快）。 过渡引言：上述现象说明重力相同的物体也不能同时落地，所以物体下落的快慢和轻重的关系比较复杂，既不能说重的物体比轻的物体下落快，也不能说轻物体的比重的物体下落快，因此亚里士多德的观点是错误的。 （学生思考与讨论）总结上面三个演示实验得到三个不同的结论，你又能得出什么结论？ 结论：物体下落的快慢与重力无关。 （老师提问）同学们仔细分析一下，亚里士多德的观点究竟错在哪里？ （学生活动）没有考虑空气阻力的影响 过渡引言：第(3)个演示中，纸片受到的空气阻力明显地比纸团受到的空气阻力大，所以纸片下落较慢。由于影响空气阻力大小的因素太复杂。在科学研究中，我们常常采取忽略一些次要因素，从最简的问题入手的方法。在落体运动中，先排除空气阻力，研究物体在没有空气阻力条件下的运动。 4、牛顿管实验 拿一个长约1.5米，一端封闭，另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把小铁片和羽毛放到这个玻璃管里。在玻璃管里有空气的情况下，我们来比较这两个物体下落的快慢。（拿着玻璃管走到学生当中去，将水平放置的玻璃管迅速转过90°成竖直放置状态，让同学门观察两个物体的下落情况，重复该实验三次）
自由落体运动规律总结
自由落体运动的规律 一、自由落体运动的概念 物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。 1. 运动学特点：，其大小、方向均不变。 2. 受力特点：在真空中物体只受重力，或者在空气中，物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略。 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。所以匀变速直线运动的所有规律和初速度为零的匀加速直线运动中的各种比例关系都可用于自由落体运动。 4. 自由落体的加速度：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示，地球上不同的纬度，g值不同。其方向为竖直向下。通常计算时，取，粗略计算时，取。 例1：关于自由落体运动，下列说法正确的是（） A. 物体做自由落体运动时不受任何外力的作用 B. 在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动 C. 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 D. 不同物体做自由落体时其速度变化的快慢是不相同的 解析：在真空中物体只受重力，或者在空气中，物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略，可知A、B项错误；一切物体做自由落体运动时其速度变化的快慢即为重力加速度，D 项错误；根据自由落体运动的定义知C项正确。 二、自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，其运动规律如下： 1.三个基本公式： 例2：甲物体的质量是乙物体质量的2倍，甲从H高处自由下落，乙从2H高处与甲同时自由下落，在两物体未着地前，下列说法正确的是（） A. 两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙的速度大 B. 下落过程中，下落第1s末时，它们的速度相同 C. 下落过程中，各自下落1m时，它们的速度相同 D. 下落过程中，甲的加速度比乙的大 解析：根据自由落体运动公式可知A项错误，B项正确；由公式可知C项正确；又根据自由落体运动的加速度不变可知D项错误。故选BC项。 例3：从离地面500m的空中自由落下一个小球，取，求小球： （1）经过多长时间落到地面？