2.4自由落体运动（考点解读）-2023-2024学年高中物理同步考点解读与专题训练（2019人教版必修第一册）

2.4自由落体运动（考点解读）（原卷版） 考点1 自由落体运动 1、定义：物体只在重力作用下从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动。 2、运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 3、物体做自由落体运动的条件：①只受重力而不受其他任何力；②从静止开始下落。 4、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。 5、运动图像：自由落体运动的v－t图像(如图)是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g. 6、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。 考点2 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）在同一地点，重力加速度都相同。 (2)在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐增大。 (3)一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2。 考点3 自由落体运动的实验探究 【实验目的】 测定自由落体物体的加速度大小。 【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。 【实验原理】 纸带在重物带动下自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点。 【实验步骤】 （1）按如图所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。 （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，启动计时器，放开纸带让重物自由下落，重物落地后立刻关闭电源，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。 （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。 【实验数据处理】 （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。 【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。 【考点1 自由落体运动】 【典例1-1】（2023春•南宁期末）雨滴自屋檐由静止滴下，每隔0.2s滴下一滴，第1滴落地时第6滴恰好欲滴下，假定落下的雨滴都做自由落体运动，则此时第2滴雨滴下落的速度和第3、4滴之间的距离分别是（g取10m/s2）（　　） A．5m/s，2m B．6m/s，3m C．7m/s，4m D．8.0m/s，1m 【典例1-2】（2023春•朝阳区校级期末）（多选）如图是小球自由下落的闪光照片，频闪仪每隔时间T闪光一次，照片中的数字是小球落下的距离，单位是厘米。通过这幅照片，则（　　） A．无法看出T内、2T内、3T内……位移的比为 B．可以看出T内、2T内、3T内……位移的比为 C．无法看出从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1：3：5：7：⋯ D．可以看出从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1：3：5：7：⋯ 【典例1-3】（2022秋•海门市期末）某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一个小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是Δt＝0.01s，测得照片中石子运动痕迹的长度为d1＝0.02m，窗框上下边在照片中的长度为l1＝0.2m，已知窗框的实际长度为l2＝1.0m，重力加速度g＝10m/s2。求： （1）在曝光时间内石子的平均速度v； （2）估算石子下落位置离相机的高度h。 【变式1-1】（2023春•安康期末）“六一”儿童节当日，爸爸出差回来用氢气球给女儿送节日礼物。氢气球悬挂礼盒从地面开始以5m/s的速度竖直向上匀速运动，某时刻礼盒脱落一块糖（礼盒上升速度不变），再经过4s，糖落回地面，此时礼盒刚好上升至家中窗户下沿，不计空气阻力，重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．糖松脱后做自由落体运动 B．糖落到地面时的速度大小为45m/s C．糖随氢气球从地面出发到落回地面共用时14s D．家中窗户下沿离地高度为80m 【变式1-2】（2023春•秦州区期末）（多选）必修二教材封面如图。由于相机存在固定的曝光时间，照片中呈现的下落的砂粒并非砂粒本身的形状，而是成了一条条模糊的径迹，砂粒的疏密分布也不均匀。若近似认为砂粒从出口下落的初速度为0。忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，以下推断正确的是（　　） A．出口下方9cm处的径迹长度约是1cm处的9倍 B．出口下方9cm处的径迹长度约