11 第二章 4．自由落体运动（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）江苏专版

该高中物理课件围绕自由落体运动展开，涵盖定义、条件、运动性质、重力加速度及规律应用，通过伽利略比萨斜塔实验和月球落体实验问题导入，连接生活现象与物理规律，搭建认知支架。 其亮点在于通过理想化模型建构科学思维，结合打点计时器、频闪照相等实验探究方法培养科学探究能力，融入井深估测、反应时间测量等实际应用案例渗透科学态度与责任，采用情境探究与分层训练，助力学生深化理解，便于教师高效教学。

现代文阅读Ⅰ 把握共性之“新”　打通应考之“脉” 第二章　匀变速直线运动的研究 4．自由落体运动 [学习目标]　1．了解亚里士多德关于力和运动的主要观点。2．知道物体做自由落体运动的条件。3．了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。4．理解自由落体运动的规律及应用。5．了解伽利略通过逻辑推理与实验相结合的方法研究自由落体运动。6．通过实验，探究自由落体运动的规律。 4．自由落体运动 必备知识·自主预习储备 知识点一　自由落体运动 1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢跟它的____有关，__的物体下落得快。 2．伽利略的研究 (1)归谬：伽利略从__________的论断出发，通过逻辑推理，否定了他的论断。 轻重 重 亚里士多德 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 (2)猜想：重的物体与轻的物体应该下落得____快。 提醒　“自由”的含义：物体的初速度为零且只受重力作用。 同样 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 3．自由落体运动 (1)定义：物体只在____作用下从____开始下落的运动。 (2)条件 (3)实际运动：物体下落时由于受________的作用，物体的下落不是自由落体运动；只有当空气阻力比较小，可以忽略时，物体的下落可以近似看作____________。 重力 静止 空气阻力 自由落体运动 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 体验1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)竖直下落的运动就是自由落体运动。 (　　) (2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。 (　　) (3)棉花团由静止下落的运动可以看成自由落体运动。 (　　) (4)屋檐滴下的水滴下落的运动可以看成自由落体运动。 (　　) × × × √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 知识点二　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____，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作__________，通常用g表示。 2．方向：________。 3．大小：在地球上不同的地方，g的大小一般是不同的。一般的计算中，g取______ m/s2，近似计算时，g取____m/s2。 相同 重力加速度 竖直向下 9.8 10 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 提醒　重力加速度的方向与当地重力的方向相同，是竖直向下的，不能说是垂直向下的，也不能说指向地心。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 体验2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)重力加速度的方向总是垂直向下。 (　　) (2)重力加速度的大小总是等于9.8 m/s2。 (　　) (3)在粗略运算中，重力加速度的大小可以取10 m/s2。 (　　) × × √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 知识点三　自由落体运动的规律 1．自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为__的__________运动。 2．匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于____________。 3．自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝____，h＝gt2。 零 匀加速直线 自由落体运动 gt 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 提醒　我们研究自由落体运动时，物体下落的高度不太高，一般认为重力加速度大小不变。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 思考　观察下列两幅图片，思考有关问题： (1)伽利略的“比萨斜塔实验”：让重的铁球和轻的铁球同时下落，发现两球几乎同时落地。简单解释为什么？ (2)航天员在月球上的“实验”：铁球与羽毛同时由静止释放，同时落地。简单解释为什么？ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 提示：(1)空气阻力对两个铁球的运动的影响可以忽略，两球下落可以看成自由落体运动，由公式h＝可知二者下落时间相同。 (2)月球表面没有空气，铁球与羽毛都做自由落体运动，由公式h＝gt2可知二者下落时间相同。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 关键能力·情境探究达成 若用石头来估测水面到井口的深度。你认为有道理吗？为什么？ 提示：有道理。石头释放后在水井中下落的过程可以认为是自由落体运动，由h＝gt2可知，只要测出石头下落至水面的时间t，即可算出水面到井口的深度。因声音在空气中的传播速度较大，估算时石头落水声上传至人耳的时间可以忽略。 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 考点1　对自由落体运动的理解 1．对自由落体运动的理解 (1)条件：①初速度为零；②只受重力。 (2)运动性质：是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动。 (3)v-t图像：是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，斜率k＝g。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 名师点睛：自由落体运动是一种理想化模型：只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体从静止下落才可以看作自由落体运动。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 2．对自由落体加速度(重力加速度)的理解 (1)方向：总是竖直向下。 (2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同。 ②大小与在地球上的纬度、距地面的高度有关。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 与纬度的关系 在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，即赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别不大 与高度的关系 在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小。但在不太高的高度内，可认为重力加速度的大小不变 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 【典例1】　下列关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是(　　) A．竖直向下的运动一定是自由落体运动 B．熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动 C．相同地点，轻、重物体的g值不一样大 D．g值在赤道处大于在北极处 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 B　[物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用，A错误；熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力的作用，但该阻力远小于它的重力，可以忽略该阻力，故可将该运动视为自由落体运动，B正确；相同地点，重力加速度相同，与质量无关，C错误；赤道处g值小于北极处，D错误。] 规律方法　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。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 [跟进训练] 1．拿一个长约1.5 m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里，把玻璃筒倒过来，观察它们下落的情况，然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况，下列说法正确的是(　　) A．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快 B．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动 C．玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快 D．玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 C　[玻璃筒内有空气时，形状和质量都不同的两个物体下落快慢不同，是因为空气阻力不同，导致加速度不同，故A、B错误；玻璃筒内没有空气时，物体做自由落体运动，因为高度相同，加速度都为g，所以下落得一样快，故C正确，D错误。] 考点2　自由落体运动规律的应用 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 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 名师点睛：(1)匀变速直线运动的一切推论公式，如①平均速度公式、②中间位置的瞬时速度公式、③逐差相等公式、④初速度为零的匀加速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。 (2)自由落体运动的运动时间由下落的高度决定。 (3)自由落体运动中下落的高度与离地高度是两个不同的概念，处理问题时要注意区分。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 2．自由落体运动的中间一段过程的分析方法 (1)差值法：从物体开始下落开始研究，物体做自由落体运动，如求物体下落后第4 s内的位移，可以用自由落体运动前4 s的位移与前3 s的位移之差求得。 (2)初速法：如求物体下落后第4 s内的位移，可以先根据v0＝gt1求出第4 s内的初速度，再利用h＝求出相应的位移。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 角度1　自由落体运动规律的应用 【典例2】　如图所示，甲、乙两物体同时从离地高度为2H和H的位置自由下落，不计空气阻力，甲的质量是乙的质量的2倍，则(　　) A．甲落地的时间是乙落地时间的2倍 B．甲落地时的速率是乙落地时的速率的倍 C．甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离增大 D．甲、乙落地之前，加速度不断增大 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 B　[由h＝gt2得t＝，可知甲落地的时间t甲＝，乙落地的时间 t乙＝，所以甲落地的时间是乙落地时间的倍，故A错误；根据v＝可知，甲落地时的速率是乙落地时速率的倍，故B正确；根据h＝gt2可知经过相等的时间两个物体下落的高度相等，所以甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变，故C错误；甲、乙落地之前，加速度均为g，故D错误。] 角度2　自由落体运动推论的应用 【典例3】　屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好到达地面，而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗户的上、下沿，如图所示。问： (1)此屋檐离地面多高？ (2)滴水的时间间隔是多少？(g取10 m/s2) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 [解析]　解法一：用基本规律求解 (1)(2)设屋檐离地高度为h，滴水的时间间隔为Δt，由h＝gt2得第2滴水的位移h2＝g·(3Δt)2，第3滴水的位移h3＝g·(2Δt)2，又由h2－h3＝1 m 得Δt＝0.2 s，屋檐离地面高度h＝g·(4Δt)2＝×10×(4×0.2)2m＝3.2 m。 解法二：用比例法求解 (1)因滴水的时间间隔相等，根据比例关系，从上到下相邻水滴间距离之比为1∶3∶5∶7，而第2、3两滴水间距离为1 m，所以总高度h＝×1 m ＝3.2 m。 (2)根据h＝gt2，代入数据解得t＝＝s＝0.8 s。 滴水的时间间隔Δt＝＝0.2 s。 解法三：用平均速度法求解 (1)(2)设滴水的时间间隔为Δt，水滴经过窗户过程中的平均速度＝v，故＝2.5 gΔt，则Δt＝0.2 s，屋檐离地面高度h＝g·(4Δt)2＝3.2 m。 [答案]　(1)3.2 m　(2)0.2 s 规律方法　在解决本题的过程中我们用到了等效思想，即将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段，设滴水的时间间隔为T，则这一滴水在0时刻、T末、2T末、3T末、4T末所处的位置分别对应图中第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置，据此可以进行解答。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 [跟进训练] 2．一个做自由落体运动的物体，从开始运动起，连续通过三段位移的时间分别是1 s、2 s、3 s。这三段位移的大小之比和这三段位移对应的平均速度之比分别是(　　) A．1∶22∶32，1∶2∶3 B．1∶2∶3，1∶1∶1 C．1∶23∶33，1∶22∶32 D．1∶3∶5，1∶2∶3 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 C　[根据题意可知，这三段位移即为做自由落体运动的物体第1 s内、第2～3 s内、第4～6 s内的位移，根据自由落体运动的性质，结合运动学公式有x1＝＝×10×1 m＝5 m，x2＝＝×10×9 m－×10×1 m＝40 m，x3＝＝×10×36 m－×10×9 m＝135 m，则可得x1∶x2∶x3＝1∶23∶33，这三段位移对应的平均速度分别为＝1∶22∶32。故选C。] 3．如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度之比为h1∶h2∶h3＝3∶2∶1。若先后顺次静止释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则下列说法不正确的是(　　) A．三者到达桌面时的速度之比是∶∶1 B．三者运动的平均速度之比是∶∶1 C．b下落的时间等于a与c下落时间的平均值 D．b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落 的时间差 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 C　[根据自由落体运动规律得v＝，故三者到达桌面时的速度之比是∶∶＝∶∶1，故A正确；三者都做匀变速直线运动，初速度为零，有＝，故平均速度之比为∶∶＝∶∶1，故B正确；由自由落体运动规律可得运动时间t1＝，t2＝，t3＝，因h1∶h2∶h3＝3∶2∶1， 则t1∶t2∶t3＝∶∶1，所以t2≠，故C错误；根据h＝gt2可得，a、b开始下落的时间差为Δt1＝＝(，b、c开始下落的时间差为Δt2＝＝(－1)，所以Δt1＜Δt2，故D正确。本题选说法不正确的，故选C。] 考点3　自由落体运动的实验探究 1．实验思路 利用频闪照相，或利用打点计时器能够把做自由落体运动的物体的位置和相应的时刻记录下来。根据对匀变速直线运动的研究，测量物体下落的速度，进而研究自由落体运动速度变化的规律，以证实自由落体运动是否是匀加速直线运动，并求出重力加速度的大小。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 2．实验方案 (1)打点计时器法 ①实验装置如图所示。打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留 下一串小点。改变重物的质量，重复上面 的实验。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 ②对纸带上计数点间的距离x进行测量，利用g＝求出自由落体加速度。 名师点睛：(1)注意操作的先后顺序。 (2)纸带选取：选点迹清晰，且1、2两点间距离接近2 mm的纸带进行分析探究(说明v0＝0，且阻力小)。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 (2)频闪照相法 频闪照相机可以每间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体的位置，根据Δx是否为恒量，可判断自由落体运动是否为匀变速直线运动。根据匀变速直线运动的推论Δx＝aT2可求出自由落体加速度g＝。由g＝也可求出自由落体加速度g。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 (3)滴水法 ①如图所示，让水滴自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴地滴下，并调节使第一滴水碰到盘的瞬间，第二滴水正好从水龙头开始下落，并且能依次持续下去。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 ②用刻度尺测出水龙头距盘面的高度h。 ③测出每滴水下落的时间T，其方法是：当听到某一滴水滴落在盘上的同时，开启停表开始计时，之后每落下一滴水依次计数1、2、3、…，当数到n时按下停表停止计时，则每一滴水下落的时间T＝。 ④由h＝gT 2，得g＝＝。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 【典例4】　在暗室中用如图甲所示装置做“测量重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根带荧光刻度的刻度尺、频闪仪。具体实验步骤如下： 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 ①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。 ②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴。 ③用竖直放置的刻度尺测得各个水滴所对应的刻度。 ④采集数据进行处理。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 (1)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一滴水滴的距离如图乙所示。根据数据测得当地重力加速度g＝______m/s2；第7滴水滴此时的速度v7＝________m/s。(结果均保留三位有效数字) 乙 9.72 1.94 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 (2)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：_________________________________________。 存在空气阻力(或 水滴滴落的频率变化) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 [解析]　(1)由题意可知，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴，说明相邻两次闪光的时间间隔，刚好等于相邻水滴下落的时间间隔，该时间间隔为T＝＝s，根据逐差法，重力加速度g＝＝9.72 m/s2， 第7滴水滴此时的瞬时速度v7＝m≈1.94 m/s。 (2)存在空气阻力，会对水滴的运动产生影响；水滴滴落的频率不恒定也会对实验产生影响。 [跟进训练] 4．某同学用如图所示的装置测量重力加速度： 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 (1)电火花计时器的工作电压为________，频率为________。 (2)打出的纸带如图所示，实验时纸带的________(选填“甲”或“乙”)端应和重物相连接。 (3)纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2。 (4)当地的重力加速度数值为9.8 m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因：___________________________________________________________________________________________。 220 V 50 Hz 乙 9.40 重物拖着纸带下落时受到摩擦力和 空气阻力作用，加速度必然小于重力加速度 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 [解析]　(1)由于电火花计时器直接接入照明电路，其工作电压为220 V，频率为50 Hz。 (2)由于各点之间时间均为0.02 s，点间距离较小处重物下落较慢，由此可知，乙端与重物相连。 (3)由xⅡ－xⅠ＝aT2得x6－x1＝5aT2，由此可得a＝＝f 2＝m/s2＝9.40 m/s2。 (4)重物拖着纸带下落时受到摩擦力和空气阻力作用，加速度必然小于重力加速度。 学习效果·随堂评估自测 1．一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地。这是因为(　　) A．铁钉比棉花团重 B．棉花团受到的空气阻力不能忽略 C．铁钉不受空气阻力 D．铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大 √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 B　[铁钉受到的空气阻力与其重力相比较小，可以忽略，而棉花团受到的空气阻力与其重力相比较大，不能忽略，所以铁钉的下落加速度较大，而它们的重力加速度是相同的，故只有B正确。] 2．一个小石块从空中a点开始做自由落体运动，先后经过b点和c点。已知石块经过b点时的速度为v，经过c点时的速度为3v，则ab段与bc段的位移之比为(　　) A．1∶3　　B．1∶5　　C．1∶8　　D．1∶9 √ C　[ab段的位移为xab＝，bc段的位移为xbc＝＝，所以xab∶xbc＝1∶8，选项C正确。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 3．如图甲所示，某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度，小球的直径为d。小球被电磁铁吸住时，球心到光电门的距离为h，小球通过光电门的时间为Δt，画出-h图像，如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 A．实验中应选密度较小的泡沫球 B．实验中应该先释放小球再接通光电门计时器的电源 C．若图乙中直线斜率为k，则重力加速度g＝kd2 D．比小球球心通过光电门的真实速度偏小 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 D　[为了减小空气阻力带来的影响，实验中应选密度较大的金属球，故A错误；根据实验顺序，实验中应该先接通光电门计时器的电源再释放小球，防止打开计时器时，小球已经下落到计时器下面，故B错误；小球经过光电门的速度v＝，根据v2＝2gh，整理得＝h，若题图乙中直线斜率为k，则k＝，即g＝，故C错误；是平均速度，等于中间时刻的瞬时速度，根据匀变速运动的规律可知，中间时刻的速度小于中间位置的速度，所以比小球球心通过光电门的真实速度偏小，故D正确。故选D。] 4．为研究自由落体运动，实验者从某砖墙前的高处由静止释放一个石子，拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。经测量，每层砖的平均厚度为6.0 cm，位置A距石子下落的起始位置的距离大约为2 m，小明采用下面的方法来估算这张照片的曝光时间：他首先估算石子到达位置A的速度vA＝≈6 m/s，然后简化运算，利用石子以vA匀速经过AB所用的时间Δt＝＝＝0.02 s 作为照片的曝光时间。你认为小明的方 法是否合理？并通过分析说明理由。(g取10 m/s2，可能用到 的数据≈0.632，≈0.651) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 [解析]　小明的方法是合理的； 自由落体运动2 m的末速度为 v＝＝ m/s＝2 m/s， 下落2 m的时间 t1＝＝ s＝ s≈0.632 s， 下落2 m＋0.12 m＝2.12 m的时间 t2＝＝ s＝ s≈0.651 s， 则曝光时间为 Δt＝t2－t1≈0.02 s， 事实上，由于0.12 m远小于2 m，故可以近似地将AB段当匀速运动，故时间为 t＝＝ s≈0.019 s≈0.02 s。 [答案]　合理，理由见解析 回归本节知识，自我完成以下问题： 1．轻重不同的物体从同一高度自由落下，哪个物体下落的快？什么因素影响物体下落的快慢？ 提示：①轻重不同的物体下落得一样快，与物体质量无关。 ②空气阻力。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 2．自由落体运动是怎样的运动？ 提示：初速度为零的匀变速直线运动。 3．怎样表达自由落体运动的速度、下落的高度与下落的时间关系？ 提示：v＝gt，h＝gt2。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 利用自由落体运动规律测量人的反应时间 两位同学合作，用刻度尺可测人的反应时间。如图甲所示，男同学捏住尺子的上端，女同学在尺子的下部做握尺的准备(但不与尺子接触)，当看到男同学放开手时，女同学立即握住尺子，若女同学做握尺准备时手指位置和握住尺子的位置如图乙所示。(g取10 m/s2) 阅读材料·拓宽物理视野 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 甲 乙 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 问题　怎样计算女同学的反应时间？ 提示：根据题意及题图乙知，在女同学的反应时间内，刻度尺下落了h＝20 cm，根据h＝gt2，知t＝，解得t＝0.2 s，即女同学的反应时间为0.2 s。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题组一　对自由落体运动的理解 1．下列说法正确的是(　　) A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 B．仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动 课时分层作业(七)　自由落体运动 13 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 67 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C．物体在重力和空气阻力作用下从静止开始下落的运动才是自由落体运动 D．当空气阻力可以忽略不计时，物体从静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 √ D　[自由落体运动的条件：只受重力，初速度v0＝0，A、B、C错误；若空气阻力可以忽略不计，物体由静止开始自由下落的运动可以当成自由落体运动来处理，D正确。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 68 2．航天员在月球上做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤(月球上没有空气)，如图所示，出现的现象是(　　) A．羽毛先落地，铁锤后落地 B．铁锤先落地，羽毛后落地 C．铁锤和羽毛都做自由落体运动，重力加速度 为9.8 m/s2 D．铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 69 D　[月球上没有空气，铁锤和羽毛由静止释放只受重力作用，它们都做自由落体运动，同时落地，故D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 70 3．在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片中符合事实的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 71 C　[在真空中物体只受重力作用，且从静止开始下落，满足自由落体运动条件，故a＝g，又h＝gt2，由于苹果和羽毛从同一高度同时下落，则任意时刻都在同一高度，且是加速，所以频闪间距不断变大，选项C正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 72 题组二　自由落体运动规律的应用 4．关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．速度变化得越来越快 B．在开始连续的三个1 s内通过的位移之比是1∶4∶9 C．第1 s末、第2 s末、第3 s末的速度大小之比是1∶2∶3 D．物体的质量越大，加速度越大 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 73 C　[物体自由落体的加速度为g，大小不变，A、D错误；由v＝gt可得，v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，C正确；从开始运动三个连续1 s内通过的位移之比为1∶3∶5，B错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 74 5．一条悬链长5.6 m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力。则整条悬链通过悬点正下方12.8 m处的一点所需的时间是(g取10 m/s2)(　　) A．0.3 s B．0.4 s C．0.7 s D．1.2 s 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 75 B　[设悬链的长度为L，从悬点至悬点正下方12.8 m 处的一点的高度为h，经t1悬链的下端经过该点，经t2悬链的上端经过该点，则h－L＝，得t1＝＝ s＝1.2 s，h＝，得t2＝＝ s＝1.6 s，则Δt＝t2－t1＝0.4 s，故B正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 76 6．如图所示，六分水龙头内径为d，水龙头嘴喷A处水的速度为v，水柱下方B处水的速度为3v，不计空气阻力，重力加速度为g。则(　　) A．AB的距离为 B．AB段水柱体积为 C．B处水柱的直径为 D．喷出的水做自由落体运动 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 77 B　[根据(3v)2－v2＝2gh可得，AB的距离h＝，故A错误；从A到B的时间t＝＝，AB段水柱体积为V＝vt＝，故B正确；根据单位时间内水的流量相等可知v×＝3v×，解得d′＝，故C错误；喷出的水由于初速度不为零，故不是做自由落体运动，故D错误。故选B。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 78 题组三　伽利略对自由落体运动的研究 7．如图所示，大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程。对于此过程的分析，以下说法正确的是(　　) A．其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的 外推得出的结论 B．其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的 外推得出的结论 C．运用甲图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 79 A　[伽利略探究自由落体运动时，让小球从斜面上滚下，此时可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，然后合理外推到斜面竖直的状态，故正确选项为A。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 80 题组四　自由落体运动的实验探究 8．如图所示为小球自由下落过程中，用频闪照相的方法获得的轨迹的一部分，结合照片与实物的比例可知计数点1、2之间的实际距离为7.65 cm，计数点2、3之间的实际距离为8.73 cm，已知每次闪光的时间间隔为 s，则小球运动到计数点2 时的瞬时速度为__________，小球下落的重力 加速度为__________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 2.457 m/s 9.72 m/s2 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 81 [解析]　已知小球做自由落体运动，故其运动遵循匀变速直线运动的规律，所以小球运动到计数点2时的瞬时速度 v2＝＝＝＝ m/s＝2.457 m/s。 由Δx＝gT2得g＝， 故小球下落的重力加速度g＝＝ m/s2＝9.72 m/s2。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 82 9．用滴水法可以测量重力加速度的值。方法：在自来水龙头下面固定一块挡板A，使水一滴一滴连续地滴落到挡板上，如图所示，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落。首先量出水龙头口离挡板的高度h，再用停表计时，计时方法：当听到某一滴水滴在挡板上的声音的同时，开启停表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次 数“2，3，4，…”，一直数到“n”时，按下停表按钮停 止计时，读出停表的示数为t。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 83 (1)写出用上述所测量数据计算重力加速度g的表达式：___________。 (2)为了减小误差，改变h的数值，测出多组数据，记录在表格中(表中t′是水滴从水龙头口到A板所用的时间，即水滴在空中运动的时间)，请在如图所示的坐标纸上作出适当的图像，并利用图像求出重力加速度g的值：g＝________m/s2。(结果保留两位有效数字) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 g＝ 见解析图 9.8 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 84 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 次数 高度h/cm 空中运动时间t′/s 1 20.10 0.20 2 25.20 0.23 3 32.43 0.26 4 38.45 0.28 5 44.00 0.30 6 50.12 0.32 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 85 [解析]　(1)滴水的周期就是水滴下落的时间，所以t′＝，由h＝得g＝。 (2)描点如图所示，求出斜率k＝＝g， 解得g≈9.8 m/s2。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 86 10．小球在离地面不同高度处同时由静止释放，不计空气阻力，从开始运动的时刻起每隔相等的时间间隔，小球将依次碰到地面，则下列选项图中，能大致正确反映出刚开始运动时各小球相对地面的高度的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 A　　　 B　　 　 C　　　　D √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 87 C　[每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面，可以知道若第一个小球经过T时间落地，则第二个小球落地所需的时间为2T，第三、四个小球落地所需的时间依次为3T、4T，则各球位移之比为1∶4∶9∶16，故选项C正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 88 11．如图所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断错误的是(　　) A．位置“1”是小球释放的初始位置 B．小球做匀加速直线运动 C．小球下落的加速度为 D．小球在位置“3”的速度为 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 89 A　[小球做自由落体运动，从静止开始运动的连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7…，而题图中位移之比为2∶3∶4∶5…，所以位置“1”不是小球释放的初始位置，小球连续相等时间位移差均为d，所以小球做匀加速直线运动，A错误，B正确；由a＝得a＝，C正确；v3＝＝，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 90 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 12．近年来多次发生高空坠物造成人员伤亡的事件，于是就有人做了一个实验：在高为80 m 的楼房阳台上，自由释放一颗质量为50 g的石子，计算：(空气阻力不计，g取10 m/s2) (1)石子经过多少时间落到地面？ (2)石子落地的速度是多大？ (3)石子最后1 s内运动的位移大小是多少？ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 91 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 [解析]　(1)由公式h＝gt2得 t＝＝ s＝4 s。 (2)由v2＝2gh得 v＝＝ m/s＝40 m/s。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 92 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 (3)石子前3 s内的位移h1＝＝×10×32 m＝45 m， 故石子最后1 s内的位移 Δx＝h－h1＝80 m－45 m＝35 m。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 [答案]　(1)4 s　(2)40 m/s　(3)35 m 93 13．鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏，撞击地面的速度最大不能超过1 m/s。某同学设计了如图所示的保护装置，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，现将该装置从距地面某一高处自由下落，装置着地后速度立即减为零，且保持竖直，此后鸡蛋在A、 B夹板间减速下落的加速度大小为9g。(不计空气阻 力，g取10 m/s2) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 (1)如果没有保护装置，求鸡蛋自由下落而不被摔坏时释放的最大高度h； (2)某次试验中保护装置从离地面H＝5 m的高度处静止释放，为保证鸡蛋安全，求鸡蛋放的位置离装置下端的最小距离s； (3)求在满足第(2)问情况下鸡蛋运动的总时间t。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 阅读材料 4．自由落体运动 [解析]　(1)当鸡蛋撞击地面的速度恰好为1 m/s时，释放的高度最大，由题意知，鸡蛋做自由落体运动，由自由落体运动的规律得v2＝2gh，解得h＝0.05 m。 (2)保护装置和鸡蛋共同自由下落，有＝2gH，保护装置着地后鸡蛋开始减速，到达地面时速度不超过v＝1 m/s就不会摔坏，所以为保证鸡蛋安全，鸡蛋放的位置到装置下端的最小距离s满足－v2＝2as，其中a＝9g，代入数据联立解得s＝0.55 m。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 (3)鸡蛋和保护装置自由下落时有H＝，减速时有v＝－at2，鸡蛋运动的总时间t＝t1＋t2，联立解得t＝1.1 s。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 [答案]　(1)0.05 m　(2)0.55 m　(3)1.1 s 谢 谢！ $