第二章 第四节 自由落体运动（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（粤教版）

第四节　自由落体运动

[学习目标]　1.能够通过实验知道物体做自由落体运动的条件。2.能够通过实验探究自由落体的运动性质，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动(重点)。3.能够运用自由落体运动的规律解决实际问题(难点)。

一、自由落体运动

1.按表中的实验内容进行实验。

 

从上面的实验结果可以初步看出，物体下落快慢与物体的轻重无关(填“有关”或“无关”)。

2.如图所示，把形状和质量都不同的物体(如小金属片、小羽毛)放入一端封闭、另一端有开关的牛顿管。在以下三种情况下，观察把牛顿管倒立过来后这些物体下落的快慢情况。

(1)牛顿管内有空气。

(2)牛顿管内的空气被抽出一些。

(3)牛顿管内空气被全部抽出(近似真空)。

实验结果表明，牛顿管内有空气时，金属片和羽毛下落的快慢不同；被抽去部分空气时，它们下落的快慢比较接近；当把牛顿管中空气全部抽去后，它们下落的快慢就完全相同了。

由此可见，影响下落物体运动快慢的因素是空气阻力的作用，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.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。

2.特点：(1)只受重力作用；(2)初速度为0。

3.物体的下落可以看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用较小，可以忽略不计。

(1)从静止开始下落的物体的运动都可以看成自由落体运动。(　×　)

(2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。(　×　)

(3)苹果从树上落下来，苹果的运动可以近似看成自由落体运动。(　√　)

(4)雪花从空中下落，雪花的运动可以看成自由落体运动。(　×　)

二、自由落体运动的规律

如图所示是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息思考下列问题。

(1)任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差是否相同？是否验证了自由落体运动是匀加速直线运动的猜想？

(2)如果猜想正确，小球做自由落体运动的加速度是多少？

答案　(1)由照片数据可得

s1=(2.2-0.5) cm=1.7 cm，

s2=(4.9-2.2) cm=2.7 cm，

s3=(8.7-4.9) cm=3.8 cm，

s4=(13.6-8.7) cm=4.9 cm，

s5=(19.6-13.6) cm=6.0 cm，

s6=(26.7-19.6) cm=7.1 cm，

则误差允许的范围内s2-s1=s3-s2=s4-s3=s5-s4=s6-s5=1.1 cm

故验证了自由落体运动是匀加速直线运动

(2)频闪周期T= s，由Δs=aT2得，

a== m/s2=9.9 m/s2。

1.自由落体运动的性质：

自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动。

2.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，用符号g表示。

(2)大小：

①在地球不同的纬度，g的大小是不同的，g值随纬度的增大而逐渐增大。

②g值随高度的增加而逐渐减小。

③取值：通常的计算把g取作9.8 m/s2，粗略计算把g取作10 m/s2。 

3.自由落体运动的公式：

vt=gt，s=gt2，=2gs。

例1　(2025·清远市高一期中)有人做了一个实验：在高为80 m的楼房阳台上，由静止自由释放一颗质量为50 g的石子(空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2)，求：

(1)石子经过多长时间落到地面；

(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。

答案　(1)4 s　(2)40 m/s　(3)35 m

解析　(1)石子做自由落体运动，有

h=gt2

得石子下落的时间

t==4 s

(2)落地时的速度大小vt=gt=40 m/s