五 重力作用下物体的运动

课标要求：

　　通过实验，了解空气阻力对落体运动的影响，通过实例分析知道自由落体运动的加速度是恒定的，认识自由落体的规律。

　　了解伽利略，伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思，了解并体会伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。

知识精要：

自由落体运动是实际运动的一种抽象，是一种模型化的理想运动过程。自由落体运动的条件：只受重力作用（受力条件），从静止开始运动（初始条件）。不同物体在同一地点所做的自由落体运动，其运动情况是完全相同的，即在同一地点不同物体所做的自由落体运动的加速度是相等的。

　　自由落体运动是匀变速直线运动的一个特例--初速度为零，加速度为，其运动规律为：。

名师点拨：

例1．一个物体从某高度处自由落下，在它落地前的最后1s内通过的位移是全程的19%。求这个物体开始下落的高度和运动的总时间。

分析：物体从下落时刻算起做自由落体运动，但在最后1s内的运动并不是自由落体运动。设物体下落的总时间为s，则最后1s 内下落的高度等于全程的高度与s内自由下落的高度之差。则有，两式联立求解得m，s。

点评：将物体在运动过程的某1s内的位移表达为从开始运动计时的s内的位移与s内的位移之差，是一种常用的解题方法。

　　例2．一个小球自屋檐下自由落下，在0.2s内通过一个高为1.8m的窗户，则窗户顶在屋檐下多少米处？（g取10m/s2）

　　分析：设窗户顶至屋檐的距离为，窗户高为，由自由落体运动的规律得

　　，

　　联立求解得s，m。

　　点评：本题还可以用"匀变速直线运动的平均速度等于时间中点的瞬时速度"这一推论求解，不妨一试。

　　例3．升降机以速度m/s匀速竖直上升，升降机内的天花板上有一个螺丝帽突然松动，脱离天花板。已知升降机天花板到其地板的高度为m。求螺丝帽在升降机下落的时间。

分析：本题若以地面为参考系，则螺丝帽的运动并不是自由落体运动，这就给我们的求解带来了困难。我们必须另辟蹊径，换一个参考系--以升降机为参考系，即在升降机内观察螺丝帽的运动，因为升降机做匀速直线运动，所以相对于升降机而言，螺丝帽的下落加速度仍然是重力加速度，显然，螺丝帽相对于升降机的运动是自由落体运动，相对位移值