2.4.自由落体运动(word教参)-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第一册同步练测（人教版2019）

4.自由落体运动

 

 

[对应学生用书第42页]

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．运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。

3．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。

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，这个加速度叫作表面自由落体加速度，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)在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同(选填“不同”或“相同”)的。

(2)一般取值：g取9.8__m/s2或g取10__m/s2。

三、自由落体运动的规律

1．速度公式：v＝gt。

2．位移公式：x＝gt2。

3．速度位移公式：v2＝2gx。

四、伽利略对自由落体运动的研究

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)逻辑归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了“重物比轻物落得快”的论断。

(2)猜想与假说：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。

(3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与所用时间的二次方成正比，即x∝t2。

(4)间接验证：让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球滚下的位移x和所用时间t。实验表明：小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动；斜面倾角一定时，小球的加速度相同；小球的加速度随斜面倾角的增大而增大。

(5)合理外推：伽利略认为当斜面倾角为90°时，小球将自由下落，仍会做匀加速直线运动。

1．判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。

(1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动。(×)

(2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。(×)

(3)自由落体加速度的方向垂直地面向下。(×)

(4)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律。(×)

2．一物体从塔顶做自由落体运动，经过3 s落地，取g＝10 m/s2，则物体落地时的速度v＝________ m/s，方向________；塔高H＝________ m。

答案　30　竖直向下　45

[对应学生用书第43页]

要点一　对自由落体运动的理解

如图所示：假设某一宇航员在月球上同时由静止释放一把锤子和一片羽毛。

探究：二者各自做什么运动？

提示　由于月球上没有空气，不存在空气阻力，故二者均做自由落体运动。

1．物体做自由落体运动的条件

(1)初速度为零。

(2)除重力之外不受其他力的作用。

2．自由落体运动是一种理想化的运动模型

在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可以当作自由落体运动来处理。

3．自由落体运动的实质

自由落体运动的实质是初速度为零、加速度a＝g的匀加速直线运动，它是匀变速直线运动的一个特例。

4．自由落体加速度——重力加速度

(1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。

(2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关。

(3)方向：竖直向下，除地球的两极外，其他地方的重力加速度的方向并不指向地心。

[例1]　(多选)小刚观察苹果树，从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落到地上，苹果先着地。下列说法中正确的是(　　)

A．苹果和树叶做的都是自由落体运动

B．苹果和树叶的运动都不能看作自由落体运动

C．苹果的运动可以看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动

D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地

[解析]　由于苹果所受空气阻力比苹果自身所受重力小得多，可以忽略不计，因此苹果的运动可视为自由落体运动；在没有空气阻力的情况下，苹果、树叶只受重力作用，因此都是自由落体运动。

[答案]　CD

(多选)关于重力加速度的下列说法中，正确的是(　　)

A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2

B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大

C．在地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度g都相同