10 第二章 第四节 自由落体运动-【名师导航】2026-2027学年高中物理必修第一册同步讲义（粤教版）

 

第四节　自由落体运动

[学习目标]　1．通过对物体下落快慢因素的探究，培养学生科学探究意识．2．知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．3．掌握自由落体运动加速度的大小、方向，理解影响重力加速度的因素．4．通过实验，认识自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题．

知识点一　影响物体下落快慢的因素

1．亚里士多德观点：重的物体下落快，轻的物体下落慢，并断言物体下落快慢由它们的重量决定．

2．伽利略观点：重的物体不会比轻的物体下落得快．

3．实验结论：物体下落快慢与物体的轻重无关．

　没有空气阻力时，轻重不同的物体只受重力作用，下落的快慢相同．

1．(1)亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关． (　　)

(2)牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同． (　　)

(3)石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力． (　　)

[答案]　(1)×　(2)√　(3)×

知识点二　自由落体运动及规律

1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．

2．重力加速度：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度．在地球不同的纬度，g的大小是不同的．通常的计算可以把g取作，粗略计算可以取作10_m/s2．

3．自由落体运动的速度公式：vt＝gt．

4．自由落体运动的位移公式：s＝gt2．

2．(1)自由落体运动是竖直向下的匀加速直线运动． (　　)

(2)自由落体加速度的方向都是竖直向下的． (　　)

(3)重力加速度在任何地点都是9.8 m/s2． (　　)

[答案]　(1)√　(2)√　(3)×

请探究：

(1)要测乙同学的反应时间应测量出什么量？

(2)应用哪个公式来计算，乙同学的反应时间约为多少？

提示：(1)要测量反应时间内尺子下落的高度，h＝45.0 cm，也要知道g＝9.8 m/s2．

(2)用h＝gt2来算，得出t≈0.30 s．

考点1　影响物体下落快慢的因素

1．两个截然相反的结论

伽利略指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头的下落速度为8v，小石头的下落速度为4v．由这一观点出发，当我们把两块石头拴在一起时，对于下落快慢就有两种结论：

结论一：下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖下而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8v而大于4v；

结论二：两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，其下落的速度比任何一个物体都要快，速度应该大于8v．

2．实验与探究

如图所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张回答下列几个问题：

A．质量相等的纸片和纸团    B．体积相等的铅球和木球

图A　现象：从同一高度同时由静止释放的纸团和纸片，纸团下落得快，先落地．

解释：质量相等的纸团和纸片，纸片受到的空气阻力较大，不能忽略，纸片的运动不是自由落体运动，而纸团受到的空气阻力较小，可以忽略，可以看成是自由落体运动．

图B　现象：质量不等的铅球和木球，同时从同一高度由静止释放，它们同时落地．

解释：铅球和木球受到的空气阻力都可以忽略，它们的运动都可以看成是自由落体运动，所以同时落地．

结论：物体下落过程的运动情况与物体质量无关．伽利略的观点正确．

【典例1】　甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球(一个为实心球，一个为空心球)，结果甲同学看到两球不是同时落地的．他分析了两球未能同时落地的原因，你认为他的下列分析正确的是(　　)

A．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小

B．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大

C．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力

D．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比，差别较小

思路点拨：空气阻力与重力大小关系影响下落快慢，重的下落快．

C　[两球形状完全相同，在下落过程中所受空气阻力近似相同，下落快慢不同