第10讲 自由落体运动 2023-2024学年暑假自学成材系列之初升高（人教版·2019必修一）

第10讲 自由落体运动 1. 力的作用效果： （1）力可以改变物体的运动状态； （2）力可以改变物体的形状； 2. 力是改变物体运动状态的原因。力与速度同向时，物体做加速运动。 知识点一：自由落体运动 1. 定义 物体只在 重力 作用下从 静止 开始下落的运动。 2. 物体做自由落体运动的条件 （1） 初速度为零 ； （2） 只受重力作用 。 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。 4. 自由落体运动是一种理想化模型 这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力远小于重力时，物体由静止的下落才可看做自由落体运动，如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动。 5. 自由落体运动的实质 自由落体运动是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例。 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，所以下落时的加速度一般不同。 【例1】下列运动中可看作自由落体运动的是（　　） A．从树上随风飘下的树叶 B．斜风中洒落的小雨点 C．阳台上掉下的花盆 D．飞机上投下的炸弹 [变式1]下列运动可以看作自由落体运动的是（　　） A．跳伞运动员下落的运动 B．树上随风飘下的树叶 C．雨滴从树梢上滴落 D．雨滴从云层上下落 [变式2]下列物体的运动可以看成自由落体的是（　　） A．秋天树叶从静止开始飘落 B．跳水运动员入水后在水中的运动 C．铅球在空中由静止开始下落 D．炮弹从炮筒中射出后的运动 知识点二：自由落体的加速度 1. 定义 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都 相同 ，这个加速度叫自由落体加速度，也叫 重力加速度 ，通常用g表示。 2．自由落体加速度的大小 （1）产生原因：由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的，因此也称为重力加速度。 （2）大小：与所处地球上的位置及距地面的高度有关。 ①在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。 ②在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2。 3．自由落体加速度的方向 （1）重力加速度的方向是竖直向下的，不是垂直向下，但并不一定指向地心。 （2）由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。 【例2】深秋时节，银杏叶落，一地金黄；在一个无风的日子，一片银杏叶从高为5m的枝头自静止飘落至地面（g取），则（　　） A．该银杏叶子做自由落体运动 B．该银杏叶子落地时速度为10m/s C．该银杏叶子落地的时间大于1s D．该银杏叶子下落过程中的加速度一定大于g [变式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 [变式2]让两颗质量不同的石子，从同一高度同时开始下落（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．质量大的石头下落的快 B．质量小的石头下落的快 C．两颗石子下落的快慢相同 D．两颗石子在下落的过程中具有不同的加速度 知识点三：自由落体运动规律 1. 自由落体运动实质: 初速度 v0＝0 ，加速度 a＝g 的 匀加速直线 运动。 2．基本公式 3．匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式，都适用于自由落体运动． 【例3】一石块从高处开始做自由落体运动（g取），则石块下落后（　　） A．第内的位移为 B．第末的速度为 C．第内的平均速度为 D．前内的平均速度为 [变式1]钢球由静止开始做自由落体运动，落地速度为30m/s，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．钢球下落的高度为90m B．钢球在前2s内的平均速度为15m/s C．钢球在最后1s内下落的高度为25m D．钢球从第1s末到第3s初速度增加了20m/s [变式2]一名航天员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则（　　） A．小球在第2 s末的速度大小为20 m/s B．小球在第5 s内的平均速度大小是3 m/s C．该星球上的重力加速度大小为5 m/s2 D．小球在5 s内的位移大小是50 m 【例4】一个物体从某一高度做自由落体运动。已知它在第1s内的位移恰为它在最后1s内位移的三分之一、则它开始下落时距地面的高度为（不计空气阻力，）