课时2.4 自由落体运动--2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第一册）

第二章 匀变速直线运动的研究 课时2.4 自由落体运动 1. 理解自由落体运动的条件和性质。 2. 知道自由落体运动的加速度是恒定的,认识自由落体运动的规律。 3. 能运用自由落体运动的规律解决实际问题。 4. 了解伽利略的佯谬思想。 5. 理解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法 6. 认识竖直上抛运动 7. 会运用运动学规律解决竖直上抛运动问题； 一、自由落体运动 1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。 2．伽利略的研究 (1)归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了他的论断。 (2)猜想：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。 注意：“自由”的含义：物体的初速度为零且只受重力作用。 3．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)条件 (3)实际运动：物体下落时由于受空气阻力的作用，物体的下落不是自由落体运动；只有当空气阻力比较小，可以忽略时，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 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．方向总是竖直向下。 3．大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的。一般的计算中，g取9.8 m/s2，近似计算时，g取10 m/s2。 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．自由落体的速度、位移与时间的关系式：v＝gt，x＝gt2。 知识总结：自由落体运动和竖直上抛运动 （1） 求解自由落体运动的两点注意 （1）可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题。 1　 从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为 1∶3∶5∶7∶…。 2　 开始一段时间内的平均速度 = gt。 3　 连续相等时间T内的下落高度之差 Δh = gT2。 （2）物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动，从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动，等效于竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决此类问题。 （2） 研究竖直上抛运动的两种方法 分段法 上升阶段：a = g的匀减速直线运动 下降阶段：自由落体运动 全程法 初速度v0向上、加速度g向下的匀变速直线运动，v = v0－gt，h = v0t－gt2（向上为正方向） 若v > 0，物体上升，若v < 0，物体下落 若h > 0，物体在抛出点上方，若h < 0，物体在抛出点下方 （3） 竖直上抛运动的三个对称 时间对称 ① 物体上升到最高点所用时间与物体从最高点落回抛出点所用时间相等，即t上 = t下 = ② 物体在上升过程中某两点之间所用的时间与下降过程中该两点之间所用的时间相等 速度对称 ① 物体上抛时的初速度与物体落回抛出点时的速度大小相等、方向相反 ② 物体在上升阶段和下降阶段经过同一个位置时的速度大小相等、方向相反 能量对称 竖直上抛运动物体在上升和下降过程中经过同一位置时的动能、重力势能及机械能分别相等 （4） 多解性 当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成多解，在解决问题时要注意这个特点。 基础过关练 题组一　伽利略对自由落体运动的研究 1.(2023北京北理工附中期中)如图所示为伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验，他让铜球沿阻力很小的斜面由静止滚下，利用滴水计时记录铜球运动的时间。关于伽利略的“斜面实验”，下列说法正确的是 (　　) A.伽利略测定了铜球运动的位移与时间，进而得出了速度随位移均匀增加的结论 B.铜球在斜面上运动的加速度比它竖直下落的加速度小，所用时间长得多，时间容易测量 C.若斜面长度一定，铜球从顶端滚动到底端所需时间随倾角的减小而减小 D.若斜面倾角一定，铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比 题组二　对自由落体运动的理解 2.(2023江苏镇江期中)下列关于自由落体运动的说法正确的是 (　　) A.自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动 B.从竖直上升的热气球吊篮中掉下的实心物体的运动是自由落体运动 C.在空气中下落的雪花的运动是自由落体运动 D.只在重力作用下的运动必定是自由落体运动 3.(2023山东日照期中)下列关于重力加速度的说法不正确的是 (　　) A.重力加速度g是标量，只有大小，没有方向 B.在地球上的不同地方，g的大小一般是不同的，但差别不大 C.在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的 D.纬度越低的地方，重力加速度g值越小 题组三　自由落体运动的规律及其应用 4.(2023湖南怀化期