4.自由落体运动 （教用Word）-【赢在微点·轻松课堂】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019）

4.自由落体运动 学习目标 1.知道物体做自由落体运动的条件; 2.通过实验探究自由落体运动加速度的特点,建立重力加速度的概念,知道重力加速度的大小、方向; 3.掌握自由落体运动的规律,并能解决相关实际问题; 4.了解伽利略对自由落体运动的研究方法,领会伽利略的科学思想。 情境导入 　　请一位同学与你合作,让他用两个手指捏住长尺上端,你的拇指与食指弯曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺)。当他一松手、尺子开始下落时,你立刻把尺握住,记下握住尺的位置,读出尺下落的高度,就能算出你的反应时间。 长尺自由下落的运动满足怎样的规律?长尺自由下落的加速度有何特点? 知识点一　自由落体运动 　 1.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)物体下落可看作自由落体运动的条件:在实际中物体下落时,当空气阻力比重力小得多,可以忽略时,物体的下落可当作自由落体运动来处理。 2.自由落体加速度。 (1)自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g表示,在同一地点,重力加速度相同。g值随纬度的增大而逐渐增大,在一般计算中,g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。  (2)方向:竖直向下。 •疑点辨析• (1)重力加速度g在地球上任何位置一样大。(×) (2)重力加速度的方向垂直地面向下。(×) (3)物体由静止释放,当空气阻力很小、可忽略不计时,物体的下落可以看作自由落体运动。(√) 　 1.条件:物体只受重力,从静止开始下落。 自由落体运动是在条件严格约束下的一种理想化的运动模型,这种运动只有在没有空气阻力的空间里才能发生。 2.运动性质:初速度v0=0,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。 【例1】　(多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是(　　) A.初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动 B.只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动 C.自由落体运动在任意相等的时间内速度的变化量相等 D.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动 解析　自由落体运动是初速度为零,且只在重力作用下的运动,A、B两项错误;在运动性质上,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度为g,所以在任意相等的时间内速度的变化量Δv=gΔt相等,C、D两项正确。 答案　CD 自由落体运动的条件有两个:一是只受重力,二是初速度为0,两个条件必须同时满足,缺一不可。 【针对训练1】　甲球的质量是乙球质量的5倍,两球从同一高度同时自由落下,不计空气阻力,下列说法正确的是(　　) A.甲、乙都做自由落体运动,所以都不受任何外力作用 B.甲、乙从同一高度自由落下,所以两球同时落地 C.甲球质量大,所以甲的加速度比乙的加速度大 D.甲球质量大,所以甲落到地面的速度也大 解析　甲、乙都做自由落体运动,都只受重力作用,A项错误;因为甲、乙两球同时做自由落体运动,它们的初速度为零,加速度为g,根据v=gt和h=gt2知,两物体具有相同的速度和位移,故两个物体的运动情况完全相同,同时落地,落地速度也相同,B项正确,C、D两项错误。 答案　B 知识点二　自由落体运动的规律 　 1.自由落体运动实质上是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。 2.基本公式。 速度公式 :v=gt。 位移公式:h=gt2。 速度—位移关系式:v2=2gh。 •疑点辨析• (1)自由落体运动的速度与时间成正比。(√) (2)自由落体运动的速度与下落距离成正比。(×) 　 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。 【例2】　钢球由静止开始做自由落体运动,落地速度为30 m/s,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.钢球下落的高度为90 m B.钢球在前2 s内的平均速度为15 m/s C.钢球在最后1 s内下落的高度为25 m D.钢球从第1 s末到第3 s初速度增加了20 m/s 解析　根据v2=2gh,解得h=45 m,A项错误;根据匀变速直线运动的规律,钢球在前2 s内的平均速度大小等于钢球在1 s末的瞬时速度大小,即v1=gt1=10 m/s,B项错误;设钢球下落的总时间为t,则t==3 s,钢球在最后1 s内下落的高度为Δh=h3-h2=g-g=25 m,C项正确;第1 s末和第3 s初的时间间隔为1 s,则速度增加量Δv=gΔt=10 m/s,D项错误。 答案　C 【针对训练2】　一雨滴从距地面20 m高的屋檐边由静止落下(忽略空气阻力的影响,g取10 m/s2),求: (1)雨滴下落的时间及落地时的速度大小; (2)雨滴下落过程最后1 s通过的路程。 解析　(1)雨滴做自由落体运动,有h=gt2,得雨滴下落时间t== s=2 s, 雨滴落地时的速度大小v=gt=20 m/s。 (2)雨滴最后1 s的路程 s=h-g=20 m-×10×12 m=15 m。 答案　(1)2 s　20 m/s　(2)15 m 　 1.(多选)踢毽子是我国民间的一项体育游戏,被人们誉为“生命的蝴蝶”。近年来,踢毽子成为全民健身活动之一。毽子由羽毛和铜钱组成,在下落时总是铜钱在下羽毛在上,如图所示。对此分析正确的是(　　) A.铜钱重,所以总是铜钱在下羽毛在上 B.如果没有空气阻力,也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象 C.因为空气阻力的存在,所以总是铜钱在下羽毛在上 D.毽子的下落不是自由落体运动 解析　羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多,对运动的影响很大,而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况,故羽毛要受铜钱较大的拖动作用,即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动,所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛,铜钱重不是根本原因,A项错误,C项正确;如没有空气阻力,铜钱和羽毛的相对位置是随机的,B项错误;空气阻力不能忽略,毽子的下落不是自由落体运动,D项正确。 答案　CD 2.(多选)物体从离地面45 m高处做自由落体运动(g取10 m/s2),则下列说法正确的是(　　) A.物体运动3 s后落地 B.物体落地时的速度大小为30 m/s C.物体在落地前最后1 s内的位移为25 m D.物体在整个下落过程中的平均速度为20 m/s 解析　由h=gt2得t==3 s,落地速度v=gt=30 m/s,最后1 s内位移Δh=h-g=25 m,全程的平均速度== m/s= 15 m/s,A、B、C三项正确,D项错误。 答案　ABC 3.A、B两小球从不同高度自由下落,同时落地,A球下落的时间为t,B球下落的时间为,在B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为(重力加速度为g)(　　) A.gt2 B.gt2 C.gt2 D.gt2 解析　A球下落高度为hA=gt2,B球下落高度为hB=g=gt2,在B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为Δh=hA-g-hB=gt2,D项正确。 答案　D 4.如图是将苹果由静止释放后,在某段运动过程中用频闪照相技术连续拍摄的照片,已知频闪照相机的频闪时间间隔为T,位置A、B间和位置B、C间的距离分别为x1和x2,不计空气阻力,则下列说法正确的是(　　) A.BC过程速度的增加量大于AB过程速度的增加量 B.x1、x2一定满足x1∶x2=1∶3 C.苹果运动到位置B时的速度大小一定为 D.苹果运动的加速度大小一定为 解析　由题意知tAB=tBC=T,由Δv=aΔt可知BC过程速度的增加量等于AB过程速度的增加量,A项错误;只有苹果在位置A的速度为零时,才满足x1∶x2=1∶3,B项错误;苹果运动到位置B时的速度vB=,C项错误;根据Δx=aT2得苹果运动的加速度大小a=,D项正确。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$