第08讲 自由落体运动-2023-2024学年新高一物理【赢在暑假】同步精讲精练系列（人教版2019必修第一册）

第08讲：自由落体运动 一：知识精讲归纳 考点一、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．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较小，可以忽略． 考点二、自由落体加速度 1．定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示． 2．方向：竖直向下． 3．大小 (1)在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐增大． (2)一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2. 考点三、自由落体运动的规律 1．自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动． 2．匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动． 3．自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝gt，x＝gt2. 考点四、自由落体运动的实验探究 1．实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺． 2．探究过程 (1)按如图3所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路． 图3 (2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器． (3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，放开纸带让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，重物落地后立刻关闭电源． (4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理． 3．数据处理 (1)用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离． (2)用vn＝求出各点的速度，作v－t图像，图像应为一条过原点的倾斜直线． (3)根据v－t图像的斜率求加速度或根据Δx＝aT2计算加速度． 4．实验结论 自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8 m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动． 技巧考点归纳： 1．自由落体运动 (1)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，是匀变速直线运动的一个特例． (2)自由落体是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力． (3)运动图像：自由落体运动的v－t图像(如图2)是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g. 图2 2．自由落体加速度(重力加速度) (1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面； (2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同． ②地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力加速度都接近9.8 m/s2，一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2. 二、自由落体运动的规律 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．匀变速直线运动的一切推论公式，如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动． 二：考点题型归纳 题型一：自由落体运动的理解 1．（2023春·江苏盐城·高一校考期中）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 2．（2023秋·重庆北碚·高一西南大学附中校考期末）“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，观察到管内轻重不同的物体从顶部同时下落到底端，下列说法正确的是（　　） A．他们能同时落到底端是因为抽走空气后，他们重力相等了 B．他们能同时落到底端是因为抽走空气后，他们没有重力了 C．他们能同时落到底端是因为他们初速度和加速度都相同 D．这个实验说明了物体的重力与空气阻力有关 3．（2022秋·青海玉树·高一校考期末）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 题型二：自由落体运动的三个基本公式 4．（2023春·高一课时练习）如图所示，节水灌溉中的喷嘴距地面高0.45 m，假定从喷嘴水平喷出的水做平抛运动，喷灌半径为3 m，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则（　　）    A．水从喷嘴喷出至落地的位移为3 m B．水从喷嘴喷出至地面的时间为0.3 s C．水从喷嘴喷出落地时的速度大小为10 m/s D．水从喷嘴喷出的速度大小为1.5 m/s 5．（2023秋·浙江杭州·高一期中）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 6