2.4 自由落体运动（讲义） -【划重点】2023年初升高物理暑假预习强化之精细讲义+备课课件（人教版2019必修第一册）

2.4 自由落体运动 ——划重点之初升高暑假预习强化精细讲义 知识点1 自由落体运动 1.概念 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。 （1）当阻力远小于重力时，物体的下落可看成自由落体运动，例如，在空气中小铁球由静止释放后的下落。 （2）当阻力相对于重力不能忽略时，不是自由落体运动，例如，在空气中羽毛由静止释放后的下落。 2.运动性质 自由落体运动是初速度为零、加速度 a=g的匀加速直线运动，它是我们前面所学的匀变速直线运动的一个特例，其v-t图像是一条过原点的倾斜直线，斜率k=g。 （1）物体的运动同时满足以下两个条件才可以称为自由落体运动 ①物体的初速度为零； ②物体只受重力，不受空气阻力或空气阻力可以忽略不计。 （2）在同一地点，所有物体做自由落体运动时，下落的快慢是相同的，平常我们看到不同物体下落快慢不同是因为它们受到的阻力的影响不同。 （3）自由落体运动在其他星球上也可以发生，但物体下落时的加速度一般和在地球上的不同。 知识点2：自由落体运动的规律及推论 1.自由落体运动的加速度 （1）概念∶由于地球上的物体受到地球的吸引而产生的加速度.在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。 （2）方向和大小：重力加速度的方向竖直向下，一般在计算中，g可取9.8m/s²或10m/s2，如果没有特殊说明，都按g取9.8 m/s2进行计算。 （1）对"竖直向下"的理解 “竖直向下”是相对的，因为地球是一个球体，而竖直向下是指与所在地水平面垂直的方向，所以不同位置重力加速度的方向并不相同，不能认为g的方向不能说成垂直向下，也不能说指向地心，这一点在必修第二册将详细介绍。 （2）重力加速度并不是恒定的 ①在同一地点，一切物体的重力加速度都相同。重力加速度与物体的质量、运动状态、受力情况无关; ②在地球表面，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，但差别很小; ③在同一纬度，重力加速度随高度的增加而减小，但在一定的高度内，可认为重力加速度的大小不变; ④在不同星球上的自由落体运动，重力加速度不同，月球上的重力加速度g月=g地; 2.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，故初速度为零的匀加速直线运动的公式及匀变速直线运动的相关推论式对自由落体运动都适用. （1）基本公式 （2）推论式 ①物体的平均速度 ②连续相等时间间隔T内下落的高度差hn-hn-1=gT2 （3）几个比例式 ①第T末、第2T末、第3T末、…、第nT末速度之比 v1:v2:v3:…：vn=1∶2∶3∶…：n; ②前T内、前2T内、前3T内…、前nT内的位移之比为 h1:h2:h3：…:hn=1:4:9:…：n2; ③第1个T内、第2个T内、第3个T内…、第n个T内的位移之比为 x1：x2：x3:…：xn =1:3:5:…：(2n-1); ④通过第1个x、第2个x、第3个x、…、第n个x所用时间之比为 t1:t2:t3:…：tn=1∶（-1）∶（-）∶…（） 【典例1】关于自由落体运动，下列叙述正确的是（　　） 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．自由落体加速度随纬度的增大而减小 C．在地球上同一地点，一切物体的重力加速度相同 D．自由落体运动中，所用的时间越短，物体的速度就会越大 【典例2】如图所示是用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是（　　） A．苹果下落的加速度大小为 B．羽毛下落到C点的速度大小为 C．一定满足关系 D．一段时间后苹果会在羽毛下方 【典例3】城市里高楼鳞次栉比，楼层越高视野越开阔，但是有一点一定要注意—严禁“高空坠物”，因为坠物落地速度很大，会造成很大的危害。假设一个小铁块从10层楼的高处无初速度下落，已知10层楼距地面高度为30m，小铁块落地后不反弹，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．小铁块在开始下落后的第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为 B．小铁块下落过程的平均速度大小为10m/s C．小铁块下落过程中第2s内的位移为20m D．小铁块下落最后10m所用时间为 【典例4】甲、乙两球从同一高度相隔1s先后自由下落，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大 知识点3： 自由落体运动的实验探究 1.实验原理 重物拖着纸带竖直下落时，如果纸带受到的阻力和空气阻力比重物的重力小得多，可以近似认为重物仅在重力作用下运动，根据打点计时器打出的纸带能分析和研究重物的运动规律。 2.实验器