2 知识衔接篇 专题2 匀变速直线运动的研究 第4讲 自由落体运动-【创新教程】2026年初升高物理衔接教材一本通

衔接教材一本通 [例4】[解析]由2ax=子-喝可得空 (10m/s)2-(5m/s2-3,则当速度由10m/s增 (15m/s)2-(10m/s)2_5 加到15m/s时，它走连的位移是=号 [答案]B 情境模型素养 1.提示：可以在vt图像中将时间无限分割成小段，每一 小段可以看成匀速直线运动，每一小段图线与t轴所 围图形的面积即为这段时间的位移，然后相加就是匀 变速直线运动物体的位移，即匀变速直线运动)-t图 线与t轴所围图形的面积大小. 2.提示：由2-呢=2a,得z-喝-女 2a2a 智能衔接训练 1.CD[质点做匀减速直线运动，取初速度方向为正方 向，则加速度为一a,根据匀变速直线运动的位移公 式，可得位移大小为=一司a2,还可逆向看作初 速度为零的匀加速直线运动，则有x=7a2.] 2C[由图像可知，物体速度不随时间变化，物体做匀 速直线运动，故A错误；由图像可知，物体速度均匀减 小，物体做匀减速直线运动，故B错误；由图像可知， 物体速度均匀增加，物体做匀加速直线运动，故C正 确；位移一时间图像斜率表速度，图像可知斜率不变， 故物体做匀速直线运动，故D错误.] 3C[根据运动学公式可知，减速到0的运动也可以看 成反向加速，则有x=a2, 可解得a=4m/s2,所以停车前2s的位移为x0= 7a6=8m] 4.A[令0=1S,物体从静止开始做匀加速直线运动，则 物体在第3s内的位移=0(0)P-a(2P,物体 在第5s内的位移=a(5)2-含a(4),解得 号] 5C[振格位移公或有16L=了4r,解得a-兴.] 6.AC[规定初速度的方向为正方向，由速度公式v= vo十at,可得，1s末的速度y=16m/s-8×1m/s= 8m/s,3s末的速度3=l6m/s-8X3m/s=一8m/s, 负号表示与初速度的方向相反，故A正确，B错误；由 位移公式得m0听=16m,故C正确返回出发 2a 点时位移为0，由2=0，解得=16m/s,放D 错误.」 7.B[根据匀加速直线运动公式2=2十2a.x,其中初 速度6=0m/s,加速度a=5X104m/s2,位移x=0.4m 代入公式得v=√40000m/s=200m/s.] 8.C[根据匀变速直线运动的速度与位移的关系，有 一=2ax,其中末速度v=0,初速度o=10m/s,位 移x=5m,解得a=一10m/s2,则加速度的大小至少 为10m/s2.] 110((((< 物理 9.CD[汽车运动的位移与时间的关系不满足x=vot 十7a2,所以汽车做非匀交速运动，故A,B错误；汽 车在第1s内的位移为x1=(2×1十3×13)m=5m, 前2s内的位移为x2=(2×2十3×23)m=28m,第2s 内位移为x2一x1=23m,前2s内的平均速度为o2= 名-经m/s=14m/s,故C,D正境.] 10.解析：(1)根据=o一at,解得a=4m/s2; (2)根据s=vot一2a2,解得s=8m. 答案：(1)4m/s2(2)8m 11.解析：(1)由题可知，歼-35离舰时的速度大小为v= 270km/h=75m/s, 故纤5在弹转过程中的加速度大小为a=?-g =30m/s2; (2)根据匀变速直线运动规律可得，电磁弹射轨道的 长度x=7a2=号×30×2.52m=93.75m 答案：(1)30m/s2(2)93.75m 12.解析：(1)汽车匀加速直线运动，根据位移公式可得 1 x1=o1十za好； 代入数据得a=2m/s2 (2)第2s末的速度大小为v=o十at2; 代入数据得v=14m/s. 1 (3)4s内的位移x2=nt+2at2, 第4s内通过的位移的大小x=x2一x1; 解得x=17m. 答案：(1)2m/s2(2)14m/s(3)17m 第4讲自由落体运动 高中知识衔接 [例1][解析]自由落体运动是由静止开始、只在重 力作用下的匀加速直线运动，物体竖直向下运动时若 受到空气阻力，则其运动不是自由落体运动，故A错 误，D正确；物体只受重力的作用，若具有一定的初速 度，则其运动就不是自由落体运动，故B错误；无论质 量大小，物体做自由落体运动的加速度均为重力加速 度g,故C错误. [答案]D [例2][解析]重力加速度g是矢量，方向竖直向下，在 一般计算中g取9.8m/s2,故A错误；在地面上的不 同地，点重力加速度的大小一般不同，但相差不大，故B 错误；在地球表面同一地，点，重力加速度相同，故C正 确；自由落体运动的条件是初速度为零，仅受重力作 用，故D错误 [答案]C [例3][解析](1)与重物相连的纸带端经过打点计 时器时的速度更小，对应的点迹间距更小，故左端与 重物相连. (2)由c= sc十s四，代入数据得c=1.94m/s: 2T 由g= (SDE十SCD)-(SBC十SAB) 4T2 代入数据得g=9.75m/s2. [答案](1)左(2)1.949.75 [例幻[解斩]由h=g2得物体下落时间一 /2h =3s,故A正确；物体落地时的速度大小口=gt= 1 30m/s,故B错误；物体最后1s内位移△h= 28号一 283=号×10X(g3-29n=25m,放C错误：金程 1 的平均逵度=左=智m/s=15m/s,故D错说 t [答案]A [例5][解析]（①)石块微自由落体运动有h=2g, 2h二4s 代入数据得一 (2)根据匀变速直线运动规律可知v=gt, 代入数据解得v=40m/s. [答案](1)4s(2)40m/s [例6][解析]A项图表示匀速直线运动，而自由落 体运动为匀加速直线运动，故A错误；B项图表示物 体静止，而自由落体运动为匀加速直线运动，故B错 误；C项图表示初速度为零的匀加速直线运动，能够 描述自由落体运动，故C正确；D项图表示匀速运动， 不能描述自由落体运动，故D错误 [答案]C 情境模型素养 1.提示：(1)因为没有空气阻力(2)空气的阻力作用可 以忽略 2.提示：(1)自由下落加速度的大小与他们的质量没 关系 (2)在地球上的不同位置，自由落体的加速度一般不 相同；同一物体在月球和地球上自由落体的加速度也 不相同. 智能衔接训练 1.B[自由落体运动是只在重力作用下且初速度为零 的竖直向下的匀变速直线运动；空中飘落的羽毛所受 的空气阻力不能忽略，不是自由落体运动，选项A错 误；从静止开始自由下落的铅球，空气阻力的影响可 忽略，可看作自由落体运动，选项B正确；悬停在空中 的风筝处于静止状态，不是自由落体运动，选项C错 误；水平飞行的飞机是在水平方向运动，不是自由落 体运动，选项D错误.门 2.B[自由落体运动的初速度为零、只受重力，加速度 为重力加速度，运动方向向下.] 3.D「将真空玻璃管竖直放置，使管内小羽毛、小木片 和小铁片自其顶端同时由静止开始下落，它们均做自 由落体运动，高度一样，根据A=?g,可知三者同时 到底端.] 4.A[加速度等于单位时间内速度的变化量，由于下落 加速度恒定，则每秒速度变化量都相同，故A正确：物 体刚下落时，速度为零，加速度为重力加速度，故B错 误；自由落体运动只受重力，所以是一种匀变速直线 运动，故C错误；物体下落时加速度与质量无关，故D 错误.] 5,B[报根据自由落体运动规律=g2,解得1=1s] 6.B[根据位移公式有A=2,解得1=0.2a] 7.D [根据自由落体运动规律可得v2=2gh,解得v =√2gh.] 参考答案 8.C[运动员做自由落体运动，在第2s内的位移△x= 8理-7s明=15m, 1 悬崖的高度H=合g暖=45m] 9.B[根据h=名g2,可知1图像不是直线，ht2图 像是过原点的直线，故A错误，B正确；以为纵轴、 h为横轴画出的图像，根据2=2gh,可知是一条过原 ,点的倾斜直线，如果以？为纵轴，以h为横轴画出的 图像是开口向右的抛物线的一支，不可能=0,0>0， 故C、D错误.门 10.C[设手拾好抓住棒的下端，由A=282有0.8m =7×10:2,解得1=0.4s,设手恰好抓住摔的上 端，由h=7g2有(0.8十0.4)m=号×103，解得2 ≈0.49s,则手能抓住棒的时刻0.4s≤t≤0.49s,综 上可知A、B、D错误，C正确.] 11.解析：(1)电磁打点计时器使用约为8V的交流电 源，并且需要测量长度.除图甲中所示的装置之外， 还必须使用的器材是约8V的交流电源和刻度尺. (2)根据打点计时器使用方法可知，纸带应该压在复 写纸的下面，故A正确，不符合题意；应先接通电源 开关，再打开夹子释放纸带，故B正确，不符合题意； 为了减小阻力的影响，需要选择质量大、体积小的重 锤，故C正确，不符合题意；重物释放前应靠近打点 计时器，故D错误，符合题意. (3)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过 程的平均连度，则D点的连度为D=器 (1.75+2.15)×10-2 m/s=0.975m/s. 2×0.02 根据逐差法可知，重物下落的加速度 g-ICP-C 9T2 (2.52+2.15+1.75-1.36-0.97-0.59)×10-2 m/s2≈ 9×0.022 9.72m/s2. 答案：(1)B(2)D(3)0.9759.72 12.解析：(1)由题可知，体验者先做自由落体运动，绳子 拉直后做匀减速直线运动，故自由落体运动末，体验 者的速度最大，则有2=2gh1, 解得v=√/2gh=√2X10X45m/s=30m/s; (2)由题可知，自由落体运动末的速度恰好是匀减速 运动时的初速度，故有0-v2=2ah2, -2-302 解得a=2一2x5m/s2=-30m/s 所以体验者匀减速直线运动的加速度大小为30m/s2. 答案：(1)30m/s(2)30m/s2 专题三相互作用一力 第1讲重力与弹力 高中知识衔接 [例1][解析]重心不是物体上最重的部分，并且重 心也不一定在物体上，例如质量分布均匀的圆环，重 心在圆心上，不在圆环上，故A、D错误；重力的方向 总是竖直向下，不一定总是垂直接触面向下，故B错 >>>>>111衔接教材一本通 物理 第4讲自由落体运动 初、高知识对照 初中物理 高中物理 异同点 初中物理对于落体运动有简单的认识，但对于在只受重力从静止下落的这种理想 自由落 无 化的运动形式及研究方法是没有深入的研究的，高中物理对这种运动形式的研究 体运动 相对来说就比较具体了. 2.方向：竖直向下 高中知识衔强 3.大小： 衔接点一 自由落体运动 (1)一般计算中g可以取9.8m/s2 1.定义：物体只在重力作用下从静止开始 或10m/s2. 下落的运动， (2)大小：与在地球上的纬度以及距地面的 2.特点 高度有关 (1)运动特点：初速度为零，加速度为重力 在地球表面上，自由落体加速度随 加速度g的匀加速直线运动。 与纬度纬度的增加而增大，即赤道处自由 (2)受力特点：只受重力作用，不受其他力. 的关系 落体加速度最小，两极处自由落体 这种运动只在真空中才能发生，在有空 加速度最大，但差别很小 气的空间，如果空气阻力的作用比较 在地面上的同一地点，自由落体加 小，可以忽略，物体的下落可以近似看 与高度速度随高度的增加而减小.但在 作自由落体运动.因此，自由落体运动 的关系 定的高度内，可认为自由落体加速 是一种理想模型. 度的大小不变 3.物体做自由落体运动的条件： 4.测重力加速度的实验思路与方案 (1)初速度为零； (1)实验思路 (2)只受重力. 利用频闪照片或利用打点计时器能够 [例1]关于自由落体运动，下列说法中正 把做自由落体运动的物体的位置和相 确的是 ) 应的时刻记录下来.根据对匀变速直线 A.物体竖直向下的运动就是自由落体 运动的研究，测量物体下落的速度，进 运动 而研究自由落体运动速度变化的规律， B.物体只受重力的作用，则其运动就是 以证实自由落体运动是否是匀加速直 自由落体运动 线运动，并求出加速度的大小. C.物体做自由落体运动的加速度大小与 (2)实验方案 其质量有关 ①打点计时器法 D.自由落体运动是初速度为零的匀加速 a.实验装置如图所示.打点计时器固定 运动 在铁架台上，纸带一端系着重物，另一 衔接点二。。 自由落体加速度 端穿过计时器.用手捏住纸带上端，启 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加 动打点计时器，松手后重物自由下落， 速度都相同.这个加速度叫作自由落体加速 计时器在纸带上留下一串小点.改变重 度，也叫作重力加速度，通常用g表示 物的质量，重复上面的实验， 44((《<<< 知识衔接篇 第二部分 如图乙所示，A、B、C、D、E为连续的五个 竖直固定 打点 点迹，相邻两点之间的距离已标在纸 计时器 纸带 带上 安夹子 靠近打点 百重物 计时器 电火花打 纸带 点计时器 选密度大，体积小的， 目的是减小阻力 限位孔 b.对纸带上计数点间的距离x进行测 墨粉纸 量，利用g= 工m一工1求出自由落体加 72 速度 汇注意] 左 右 (1)注意操作的先后顺序」 0.1 (2)纸带选取：选点迹清晰，且1、2两点间 3304369中408 447单位：cm 距离接近2mm的纸带进行分析探究 (说明。=0，且阻力小). (1)该条纸带的 (选填“左”或 ②频闪照相法 “右”)端和重物相连接， 频闪照相机可以每间隔相等的时间拍摄 (2)若打点计时器所用交流电源的频率 一次，利用频闪照相机可追踪记录做自 为50Hz,则打下点C时重物的瞬时速度 由落体运动的物体的位置，根据△x是否 大小为 m/s,当地的重力加速 为恒量，可判断自由落体运动是否为匀 度大小为 m/s2.(计算结果均保 变速直线运动.根据匀变速直线运动的 留三位有效数字) 推论△x=aT°可求出自由落体加速度g 衔接点三_自由落体运动规律 一等由g一，也可求出自由落体加 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线 运动，把v,=0和a=g代入匀变速直线运 速度g· 动的公式可得 [例2]关于自由落体运动和重力加速度， 1.五个基本公式 下列说法正确的是 ( r①u=v+at ①u=gt A.重力加速度g是标量，只有大小，没有 方向，通常g取9.8m/s ②x=,t+} t ②x= 28u B.在地面上的不同地方，g的数值相同 ③u2-6=2ax o=0 ③v2=2gx a→g C.地球上的同一地点，一切物体做自由 ④u=%=十' 落体运动的加速度都相同 2 ④=04=受 D.不考虑空气阻力的运动是自由落体 ⑤xn-xn-1=aT2 ⑤x.-xn-1=gT 运动 2.v-t图像 [例3](2025·福建厦门期末)某小组用 自由落体运动的v-t图像是 如图甲所示装置测量当地的重力加速 一条过原点的倾斜直线，斜 度.实验中打出了一条较为理想的纸带 率表示重力加速度g >>>>>>>>45 衔接教材一本通 物理 [例4]物体从离地面45m高处做自由落 体运动(g取10m/s2).下列选项正确 情痘润型素美 的是 ) 1.如图所示，在有空气的玻璃管 A.物体运动3s后落地 中，金属片比羽毛下落得快，在 B.物体落地时的速度大小为45m/s 抽掉空气的玻璃管中，金属片 抽掉空气 C.物体在落地前最后1s内的位移为 和羽毛下落快慢相同。 15m (1)为什么在抽掉空气的玻璃 D.物体在整个下落过程中的平均速度为 管中不同物体下落快慢相同？ 20m/s (2)空气中的落体运动在什么条件下可 [例5]如图所示，一攀岩运动员在崖壁上 看作自由落体运动？ 攀爬，踢落距海面80m的一个石块，石 块从静止开始自由下落，不计空气阻力， 重力加速度g取10m/s2.求： 2.（1)如图所示，这两 名跳伞运动选手有 不同的体重，自由下 落加速度的大小与 他们的质量有关吗？ (2)在地球上的不同位置，自由落体的加 (1)石块在空中运动的时间； 速度一定相同吗？同一物体在月球和地 (2)石块落入海水瞬间的速度大小： 球上做自由落体运动时加速度相同吗？ 智能衔痘孤练 [基础对点练] ◆[知识点一]自由落体运动 1.(2025·黑龙江大庆学业考试)下列情境 中，可以将物体的运动视为自由落体运 动的是 () A.空中飘落的羽毛 B.从静止开始自由下落的铅球 C.悬停在空中的风筝 D.水平飞行的飞机 [例6]下列各图像中，能够描述自由落体 2.(2025·黑龙江佳木斯学业考试)关于自 运动的是 由落体运动，下列说法正确的是() A.加速度为零 B.初速度为零、只受重力 C.轨迹是曲线 D.运动方向向上 知识衔接篇 第二部分 [知识点二]自由落体加速度 突然松手，尺子下落，乙看到尺子下落后 3.如图所示，将真空玻璃管竖直放 快速用手指夹住尺子，从甲释放到乙捏 置，使管内小羽毛、小木片和小铁 住尺子，尺子下落的时间为乙的反应时 片自其顶端同时由静止开始下落. 间.若某次测量时尺子下落 h=0.2m 后 被乙捏住，取重力加速度 $$g = 1 0 m / s ^ { 2 } ，$$ 则 关于三者的运动，下列说法中正确 此次测量乙的反应时间为 () 的是() A.0.1s B.0.2s A.小羽毛先到底端 C.0.3s D.0.4s B.小木片先到底端 7.一石块做自由落体运动，已知重力加速 C.小铁片先到底端 度为 g.当下落高度为 h 时，其速度大 D.三者同时到底端 小为 () 4.(2026·云南昆明期中)关于自由落体运 $$A . \sqrt { 4 g h }$$ B.2gh $$C . \sqrt { g h }$$ I $$D . \sqrt { 2 g h }$$ 动，下列说法正确的是 () 8.(2025·陕西咸阳期中)如 A.物体在下落的过程中，每秒速度变化 图是悬崖跳水运动员从悬 量都相同 崖跳水时的照片.一位观 察者测出，跳水运动员碰 B.物体刚下落时，速度和加速度都为零 到水面前在空中下落了 C.自由落体运动是一种匀速直线运动 3s，跳水运动员可视为质点，在空中的运 D.物体的质量越大，下落时加速度就 动可看作自由落体运动， $$， g = 1 0 m / s ^ { 2 } .$$ 跳 越大 水运动员在第2s内的位移大小和悬崖 [知识点三]自由落体运动规律 的高度分别为 () 5.(2026·福建宁德期末) A.15 m、90 m B.24 m、45 m 入秋以来宁德市屏南县 C.15 m、45 m D.25 m、90 m 四坪村的柿子熟了，吸 9.(2026·江苏南通期末)苹果自由下落过 引众多游客前往打卡拍 程中，苹果距地高度 h、 下落速度v、下落 照.某游客发现一个柿子正好从离水平 时间t的图像关系正确的是 () h Ah 地面约5m高的树枝上掉落，重力加速 度g取 $$1 0 m / s ^ { 2 } ，$$ 则这个柿子落到地面的 h 时间约为 () - A B C D A.0.5 s B.1s [能力提升练] C.2s D.3 s 10.“眼疾手快”玩具可用来锻炼人的反应 6.(2026·云南玉溪期末) 能力.如图所示，该玩具的圆棒长度为 甲、乙两同学通过下面的 0.4m，游戏者将手放在棒的正下方，手 实验测量人的反应时间： 离棒下端的距离h为0.8 m.现让棒自 如图所示，甲握住直尺让 由下落，不计空气阻力，重力加速度 g 其自然下垂，乙把手放在 取 $$1 0 m / s ^ { 2 } .$$ .若从棒由静止释放开始计 尺的下端附近准备用手指 时，则游戏者能抓住棒的时刻可能是 夹住下落的尺.甲在不通知乙的情况下， >>> > 47 衔接教材一本通 物理 量出各点的间距如图乙所示，所用电源 圆棒 的频率为50Hz.可求出打点计时器打下 D点时重物的速度o= m/s,重 物下落的加速度g= m/s.(结 果均保留三位有效数字) 12.如图所示为极限运动爱 好者在三峡体验蹦极项 A.0.25s B.0.35s 目，该项目的蹦极绳长为 C.0.45s D.0.55s 45米，蹦极绳一端固定 11.(2026·辽宁大连期末)某研究小组用 于跳台，另一段系于腰 如图甲所示的实验装置测自由落体加 间，体验者由静止开始竖 速度.重物从高处由静止开始下落，重 直下落，其初始位置的重 物上拖着的纸带通过电磁打点计时器， 心与跳台位置等高.忽略 打出一系列的点，对纸带上的点迹进行 空气阻力.在绳子拉直之后体验者马上 测量，即可求出自由落体加速度. 做近似匀减速直线运动，经过15米速 铁夹 电磁打点纸带 度恰好减为零」 计时器 (1)体验者在空中的最大速度是多少？ (2)绳子拉直后，体验者匀减速直线运 动的加速度大小为多少？ 重物 0.59L0.97L1361.75 2.15 2.52 单位：cm 乙 (1)除图甲中所示的装置之外，还必须 使用的器材是 A.约8V的交流电源、秒表、刻度尺 B.约8V的交流电源、刻度尺 C.220V的交流电源、秒表、刻度尺 D.220V的交流电源、刻度尺 (2)对照图甲，下面列举了该实验的几 个操作步骤，其中操作错误的步骤是 A.纸带应该压在复写纸的下面 B.先接通电源开关，再松开铁夹释放 纸带 C.选择质量大、体积小的重物 D.重物释放前离打点计时器远一点 (3)小组同学选取一条符合要求的纸 带，从中截取一段，O、A、B、C、D、E、F 为纸带上选取的连续点迹，用刻度尺测 48<<<<