2.4 自由落体运动 -2022-2023学年高一物理精讲精练（2019人教版必修第一册）

2.4 自由落体运动 考点精讲 考点1：自由落体运动的理解 1．自由落体运动的理解 （1）条件：①初速度为零；②只受重力。 （2）运动性质：是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动。 （3）v­t图像：是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，斜率k＝g。 【点拨】　自由落体运动是一种理想化模型：只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体从静止下落才可以当作自由落体运动。 2．自由落体加速度(重力加速度)的理解 （1）方向：总是竖直向下。 （2）大小：①在同一地点，重力加速度都相同。 ②大小与在地球上的纬度、距地面的高度有关： 与纬度的关系 在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，即赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别不大 与高度的关系 在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小。但在不太高的高度内，可认为重力加速度的大小不变 【点拨】　 （1）重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”，也不能说是“指向地心”，只有在赤道或两极时重力加速度的方向才指向地心。 （2）物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但不同天体表面的重力加速度不同。 【例1】(2020－2021学年湖南省湘潭市第一中学高一(上)期中)关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动 B．物体在只有重力作用下的运动叫做自由落体运动 C．在有空气的空间里，如果空气阻力与重力相比可以忽略不计，物体从静止开始下落的运动可以近似看做自由落体运动 D．在地球上不同的地方，自由落体加速度的大小是相同的 【解析】 AB．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，选项AB错误； C．在有空气的空间里，如果空气阻力与重力相比可以忽略不计，物体从静止开始下落的运动可以近似看做自由落体运动，选项C正确； D．在地球上不同的纬度自由落体加速度的大小是不相同的，两极最大，赤道最小，选项D错误。故选C。 【答案】 C 分析自由落体运动的两点注意 （1）物体在真空中下落的运动不一定是自由落体运动，因为初速度不一定为零。 （2）物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但同一物体在不同的星球上所受重力一般不同，所以物体下落时的加速度一般不同。 【针对训练】 1．(对自由落体运动的理解)(多选)下列关于自由落体运动说法中正确的是(　　) A．一张纸片在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动 B．一个钢球在地球表面自由下落，可以看成自由落体运动 C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同 D．轻物体和重物体的重力加速度不同 【解析】BC　地球表面有空气，纸片受到的空气阻力较大，不能忽略，钢球受到的阻力比重力小得多，可以忽略，因此钢球的自由下落可以看成自由落体运动，纸片的自由下落不能看成自由落体运动，A错误，B正确；重力加速度是矢量，方向竖直向下，在地球的表面，不同的地方重力加速度g的大小略有不同，在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，重力加速度与物体的质量无关，C正确，D错误。 2．(对重力加速度的理解)关于重力加速度，以下说法正确的是 (　　) A．轻重不同的物体的重力加速度不同 B．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢 C．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小 D．重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢 【解析】D　重力加速度的大小与所处的位置有关，与物体的大小、形状、质量无关，轻重不同的物体在同一地点具有相同的重力加速度，故A项错误；重力加速度是物体只受重力时产生的加速度，表示自由落体运动速度变化的快慢，与速度大小以及速度变化均无关，故D项正确，B、C项错误。 考点2：自由落体运动规律的应用 1．自由落体运动的基本公式： 匀变速直线运动规律自由落体运动规律 2．自由落体运动的中间一段过程的分析方法： （1）差值法：从物体开始下落开始研究，物体做自由落体运动，如求物体下落后第4 s内的位移，可以用自由落体前4 s的位移与前3 s的位移的差求得。 （2）初速法：如求物体下落后第4 s内的位移，可以先根据v0＝gt1求出第4 s内的初速度，再利用h＝v0t2＋gt求出相应的位移。 【例2】(2020－2021学年广东省广州市第六中学高一(上)期中)在某次跳水比赛中，一位运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举起双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水(在此过程中运动