第二章 4.自由落体运动-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第一册学习手册（人教版）

高中物理必修第一册（人教版）】 1 (2)当△x=w1-2d=0时相遇得t=4s,汽车 的速度为v=at=12m/s。 变式训练4125m或245m 情境拓展 C【解析】根据匀变速直线运动推论可得加速 度大小为a==1696m/g=0.4m/s3,B错 T2 42 误；根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于 该段内的平均速度可知送货车在第1个4s末的速 度大小为，=+5=9.6+16ms=3.2m/,C 2T 8 正确；根据v=o+a,可得计时时刻送货车的速 度为o=v1-aT=3.2m/s-0.4×4m/s=1.6m/s, A错误；送货车在第2个4s内的平均速度大小为 元=2=16m/s=4m/s,D错误。 >"4.自由落体运动 知识梳理 知识点1 1.静止2.匀加速 知识点2 1.相同2.竖直向下 知识点3 1.静止2.重力 知识点4 1.向上3.-g 知识点5 1.(1)匀减速自由落体 要点突破 例1D【解析】自由落体运动是一种初速度 为0的匀加速直线运动，A错误；物体刚下落时， 初速度为0，加速度为重力加速度g,B错误；自 由落体运动是忽略空气阻力的运动，无论质量大 第三章 相互 "1.重力与弹力 知识梳理 知识点1 1.相互作用 知识点2 2.G=mg3.竖直向下 26 小，下落时加速度都是g,C错误；加速度等于单 位时间内速度的变化量，当地重力加速度为 9.8m/s2,则物体在该处自由下落的过程中，每秒 速度都增加9.8m/s2,故D正确。 变式训练1BC 例2B【解析】不管轻重如何，物体自由下 落的加速度相等，下落快慢相同，A错误；自由落 体运动是一种匀变速运动，B正确；同一地点，自 由落体运动的加速度相等，随纬度的增大g增大， 随高度的增加g减小，C错误；在地球表面上，重 力方向总是竖直向下的，D错误。故选B。 变式训练2C 例3(1)10s(2)5m95m【解析】 2x (1)由x=之g,得落地所用时间：1= 2×500。=10s。(2)第1s内的位移：= W10 1 1 2=2×10×1'm=5m。因为从开始运动起前 9s内的位移为6=26=7×10x9m=405m, 1 所以最后1s内的位移为△x=x-x=500m-405 m=95m。 变式训练3D 情境拓展 D【解析】由题意可知实验舱上升时间为2s, 可知实验舱开始上抛的速度为v=gt上=20m/s。电 磁弹射阶段有v=5gt,解得t=0.4s,A错误，D 正确；电磁弹射阶段，实验舱上升的距离约为h= )·5g·F=4m,B错误：实验舱竖直上抛阶段 1 的运行长度约为h=2g=20m,C错误。故选 D。 互作用一力 知识点3 1.形状或体积2.弹性形变3.相同 要点突破 例1C【解析】甲运动员击空了，但在击拳 过程中，其拳头、胳膊与躯干的相互作用系统由相 互作用而产生，故C正确，A、B、D错误。 变式训练1DB变式训练④ 如图所示，直线 甲 MW表示一条平直公路， 甲、乙两辆汽车原来停 变式训练4题图 在A、B两处，A、B间的距离为85m,现 甲车先开始向右做匀加速直线运动，加速度 a1=2.5m/s2,甲车运动6.0s时，乙车开 始向右做匀加速直线运动，加速度α2= 5.0m/s2,求两辆汽车相遇处距A处的距离。 4.自由 知识梳理 川知识点1自由落体运动 1.定义：自由落体运动是物体只在重力作 用下从 开始下落的运动。 2.运动性质：初速度为0的 直线 运动。 川知识点2自由落体的加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落 的加速度都 ,这个加速度叫自 由落体加速度，又叫作重力加速度，通 第二章匀变速直线运动的研究。 情境拓展 如图所示为一辆无 人送货车正在做匀加速 直线运动。某时刻起开 始计时，在第一个4s 内位移为9.6m,第二 个4s内位移为16m, 情境拓展题图 下列说法正确的是( A.计时时刻送货车的速度为0 B.送货车的加速度大小为1.6m/s2 C.送货车在第1个4s末的速度大小为 3.2m/s D.送货车在第2个4s内的平均速度大小 为3.6m/s 落体运动 常用g表示。 2.方向：总是 3.大小：在地球的不同地点，g的大小一 般不相同。计算中g一般取9.8m/s2, 近似计算时，g取10m/s2。 知识点3自由落体运动的规律特点： 1.从 开始，即初速度为0。 2.只受 作用的匀加速直线运动。 3.公式：u=,h=28,=2gh。 川知识点4竖直上抛运动的特点 1.初速度竖直 学 31 高中物理必修第一册（人教版） 2.只受重力作用的匀变速直线运动。 3.若以初速度方向为正方向，则a= 知识点5处理竖直上抛运动的方法： 1.分段处理。 (1)上升阶段做 直线运动，下降 阶段做 运动。 (2)几个特征物理量。 上升的最大高度月= 2g ，上升到最高 点所用的时间T=,回到抛出点所用 g 2w0 的时间t= 回到抛出点时的速度v =-V0o 2.全程处理。 (1)初速度为。（设为正方向），加速度为 a=-g的匀变速直线运动。 (2)v>0时，物体上升；v<0时，物体下降。 (3)h>0时，物体在抛出点上方；h<0 时，物体在抛出点下方。 川知识点6伽利略对自由落体运动的研究： 1.亚里士多德的观点：物体下落的快慢是 由它们的重量决定的。 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：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。 32)学 (3)数学推理：伽利略通过数学推理得出 对于初速度为0的匀变速直线运动应 有xoct。 (4)伽利略采用了间接验证的方法，让小 球从斜面上的不同位置滚下，测出小 球从不同起点滚动的位移x和所用时 间to 结果表明：小球沿斜面滚下的运动的确 是匀加速直线运动，只要斜面的倾角一定， 小球的加速度都是相同的。增大斜面的倾 角，小球的加速度随斜面倾角的增大而 变大。 (5)合理外推：伽利略将斜面倾角外推到 90°时的情况，小球的运动就成为自由 下落，伽利略认为小球仍会做匀变速 直线运动。 3.伽利略的科学方法：把实验和逻辑推理 (包括数学演算)和谐地结合起来，从 而发展了人类的科学思维方式和科学研 究方法。 要点突破 川要点1对自由落体运动的理解 1.自由落体运动是一种理想模型。当自由 下落的物体所受的空气阻力远小于重力 时，物体的运动才可以视为自由落体运 动。如空气中石块的下落可以看作自由 落体运动，空气中羽毛的下落不能看作 自由落体运动。 2.物体做自由落体运动的条件。 (1)初速度为0。 (2)只受重力。 3.运动特点：初速度为0，加速度为重力加 速度g的匀加速直线运动，是匀变速直线 运动的特例。 运动图像：自由落体运动的v-t图像是 条过原点的倾斜直线，斜率k=g。 注意：物体在其他星球上也可以做自由 落体运动，但下落的加速度与在地球表 面下落的加速度不同。 例1关于自由落体运动，下列说法正确的 是() A.自由落体运动是一种匀速直线运动 B.物体刚下落时，速度和加速度都为0 C.物体的质量越大，下落时加速度就越大 D.当地重力加速度为9.8m/s2,则物体在 该处自由下落的过程中，每秒速度都增 加9.8m/s 思路点拨 自由落体运动是加速度为重力加速 度g、初速度为0的匀加速直线运动。 变式训练1 (多选)甲物体的重力比乙物体的重 力大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H 高处同时自由落下，下面几种说法中正确的 是（物体均未落地）（ A.两物体下落过程中，同一时刻甲的速度 比乙的大 第二章匀变速直线运动的研究 B.下落1s末，它们的速度相等 C.各自由下落1m,它们的速度相等 D.下落的过程中甲的加速度比乙的大 川要点2自由落体加速度 1.产生原因：由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。在地球表面上，重力加速度随纬 度的增加而增大，在赤道处重力加速度 最小，在两极处重力加速度最大，但差 别很小。在地面上的同一地点，随高度 的增加，重力加速度减小，在一般的高 度内，可认为重力加速度的大小不变。 3.方向：竖直向下。由于地球是一个球体， 所以各处的重力加速度的方向是不同的。 例2关于自由落体运动，下列说法正确的 是() A.自由落体运动的快慢与物体质量的大小 有关 B.自由落体运动是一种匀变速运动 C.在地球表面上，各处的重力加速度大小 都相等 D.在地球表面上，只有赤道处的重力方向 才是准确的竖直向下 思路点拨 自由落体运动的特点是初速度为0， 仅受重力。不管轻重如何，加速度相等， 都为g。解决本题的关键是要知道自由落 体运动的特点，知道自由落体运动是初速 度为0，加速度为g的匀加速直线运动。 学 33 N N 高中物理必修第一册（人教版） B变式训练2 关于重力加速度，下列说法正确的是 () A.重力加速度在地球上处处相同 B.重力加速度会随着纬度的升高而减小 C.重力加速度会随着纬度的升高而增大 D.月球上没有重力加速度 川要点3自由落体运动的规律 1.自由落体运动的基本公式： 匀变速直线运动规律特例自由落体运动 规律 v=vo at (v=gt 12%=0 1 x=vot+ h-28 a=g 2-=2ax v=2gh 2.匀变速直线运动的一切推论公式，如平 均速度公式、位移差公式、初速度为0 的匀变速直线运动的比例式，都适用于 自由落体运动。 3.若分析自由落体运动过程中的一段，则 该过程是初速度不为0的匀变速直线运 动，相应的速度公式和位移公式分别为 v=o+g,h=tol+2g。 例3从离地面500m的空中自由落下一个 小球，g取10m/s2,求： (1)小球落到地面所用的时间。 34)学 (2)小球自开始下落计时，在第1s内的位 移、最后1s内的位移。 思路点拨 自由落体运动是初速度为0的匀加 速直线运动，是匀变速直线运动的特例， 所以匀变速直线运动公式都适用。由x= 500m和自由落体加速度，根据位移公 式可直接算出落地所用时间，根据运动 时间，可算出第1s内的位移。最后1s 内的位移是下落总位移和前(n-1)s 下落位移之差。 变式训练3 假设一位同学在某星球上完成自由落体 运动实验：让一个质量为2kg的物体从一 定的高度自由下落，测得在第5s内的位移 是18m,则() A.物体在2s末的速度大小是20m/s B.物体在第5s内的平均速度大小是 3.6m/s C.物体在前2s内的位移大小是20m D.物体在5s内的位移大小是50m 情境拓展 2023年7月，我国研制的电磁弹射微 重力实验装置启动试运行。如图所示，电磁 弹射系统将实验舱竖直加速到预定速度后释 放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提 供微重力环境。据报道，该装置目前达到了 上抛阶段2s和下落阶段2s的4s微重力时 间、10g的微重力水平。若某次电磁弹射 阶段可以视为加速度大小为5g的匀加速运 动，重力加速度取g=10/s2,下列说法正 确的是() ! 第二章匀变速直线运动的研究。 竖直上抛阶段 电磁弹射阶段 情境拓展题图 A.电磁弹射阶段用时约为2s B.电磁弹射阶段，实验舱上升的距离约为 20m C.实验舱竖直上抛阶段的运行长度约为 100m D.实验舱开始竖直上抛的速度约为20m/s 学(35