暑假预习:自由落体运动的特征、自由落体运动的规律及应用 专项训练-2026-2027学年初升高暑假物理(粤教版必修第一册)
2026-08-15
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摘要:
**基本信息**
聚焦自由落体运动的概念辨析与规律应用,通过选择与计算题型结合,构建从特征认知到实际问题解决的递进训练体系,培养运动观念与科学推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|自由落体运动的特征|4例+4变式|选择(单/多选),辨析运动条件、加速度与运动性质|从空气阻力影响切入,建立“只受重力、初速为零”的核心特征认知,明确加速度与质量无关的本质|
|自由落体运动的规律及应用|3例+3变式|计算题,涉及速度、位移公式应用及实际情境建模|基于特征推导规律公式,通过高空坠物、游戏装置等情境,实现从公式直接应用到复杂过程分析的能力提升|
内容正文:
暑假预习:自由落体运动的特征、自由落体运动的规律及应用专项训练
暑假预习:自由落体运动的特征、自由落体运动的规律及应用专项训练
考点目录
自由落体运动的特征
自由落体运动的规律及应用
考点一 自由落体运动的特征
例1.(25-26高一上·广东东莞·期末)如图所示,一个两端封闭的玻璃管,其中一端有一个开关,玻璃管可以与外界相通,把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中。第一次实验:打开开关使管内空气与大气连通,玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管顶端同时开始下落,观察物体下落的情况。第二次实验:把玻璃管里的空气抽出去,再次观察物体下落的情况。则下列说法正确的是( )
A.这两次实验,羽毛下落均可近似看作自由落体运动
B.第一次实验中,铁片和羽毛下落时间相同,加速度相同
C.第二次实验中,铁片和羽毛下落时间相同,加速度相同
D.采用第二次实验的方法,在东莞和北京分别做该实验,铁片下落的时间相同
例2.(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.在空气中不考虑空气阻力的运动都是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
C.从同一高度释放,质量大的物体,受到的重力大,落地时的速度也大
D.某段位移的平均速度等于其初速度与末速度矢量和的一半
例3.(24-25高一上·广东汕头·期中·多选)关于自由落体运动,下列说法错误的是( )
A.树叶在空中的飘落是自由落体运动
B.物体刚下落时,速度和加速度都为零
C.自由落体运动在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比是1:3:5
D.自由落体运动在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1:4:9
例4.(25-26高一上·广东潮州·阶段检测·多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.在连续相等的位移内所用时间相等 B.在连续相等的位移内平均速度相等
C.在任何相等的时间内速度的变化量相等 D.在任何相等的时间内速度的变化率相等
变式1.(24-25高一上·广西玉林·期末)如图所示把质量不相同的铁片和羽毛放入竖直放置的牛顿管中,让铁片和羽毛从牛顿管上方同时开始下落,观察物体下落的情况。下列说法正确的是( )
A.图甲为管内空气没被抽掉时的实验现象
B.图乙为管内空气没被抽掉时的实验现象
C.图乙中,铁片和羽毛均做匀速直线运动
D.图甲中,铁片和羽毛在下落过程中,间距会不变
变式2.(24-25高一上·广东广州·阶段检测)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(记录物体运动的闪光照片,每隔相等的时间拍摄一次)中符合事实的是( )
A. B.
C. D.
变式3.(25-26高一上·广东江门·阶段检测·多选)在地球表面的同一地点,下列说法正确的是( )
A.质量大的物体做自由落体运动的加速度较大
B.自由落体运动物体的速度变化快慢都相同
C.自由落体运动物体的速度随时间均匀增大
D.自由落体运动物体的位移随时间均匀增大
变式4.(25-26高一上·广西河池·阶段检测·多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )
A.做自由落体运动的物体,质量越大,下落的越快
B.物体只在重力作用下的运动就是自由落体运动
C.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D.做自由落体运动的物体,相同时间内速度的变化量相同
考点二 自由落体运动的规律及应用
例1.(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)从离地面的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取。求:
(1)小球经过多长时间落到地面;
(2)小球下落2s时的速度;
(3)自小球开始下落计时,求小球在最后2 s内的位移大小
例2.(25-26高一上·广东珠海·阶段检测)某旅游团乘坐热气球参观,热气球以的速度竖直向上匀速升高,一名乘客把手机伸到篮子的外面拍摄下方景色,在某高度手机突然脱手,手机落地前最后1秒下落的高度为45m。不计空气阻力,取。求:
(1)手机距离地面的最大高度;
(2)手机从脱手到落地的总时间。
例3.(25-26高二上·广东江门·阶段检测)在进行救灾时,飞行员从飞机上每隔5s释放一件救灾物资,救灾物资自由下落2s后降落伞自动打开,设开伞后物资以的加速度匀减速下降,到达地面时速度为,求:
(1)每个物资自动打开降落伞时的速度和离飞机的高度;
(2)飞机离地面的高度是多少米;
(3)第一个物资落地时,第二个物资距地面多高?
变式1.(25-26高一上·广东广州·期中)某地利用无人机定点空投生活物资,假设由静止释放的一包物资,经3s刚好着地,忽略空气阻力的作用,g=10m/s2,求:
(1)释放后2s末物资的速度大小;
(2)无人机距离地面的高度。
变式2.(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)近年来多次发生高空坠物造成人员伤亡的事件,有人做了一个相关实验,在第16层楼(约45m)的阳台(阳台的高度可忽略)上由静止释放一颗小石子,不计空气阻力,g=10m/s2 。试估算:
(1)石子落地时间;
(2)石子运动的最后1s内的平均速度。
变式3.(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)如图为“眼疾手快”游戏装置示意图,游戏者小明需接住从支架上随机落下的圆棒。已知圆棒长,圆棒下端距A点0.45m,某次游戏中一未被接住的圆棒下落经过A、B两点,A、B间距0.40m。圆棒下落过程中始终保持竖直,不计空气阻力。取。求:
(1)圆棒下端到达A点时的速度大小;
(2)圆棒经过段所需的时间;
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暑假预习:自由落体运动的特征、自由落体运动的规律及应用专项训练
考点目录
自由落体运动的特征
自由落体运动的规律及应用
考点一 自由落体运动的特征
例1.(25-26高一上·广东东莞·期末)如图所示,一个两端封闭的玻璃管,其中一端有一个开关,玻璃管可以与外界相通,把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中。第一次实验:打开开关使管内空气与大气连通,玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管顶端同时开始下落,观察物体下落的情况。第二次实验:把玻璃管里的空气抽出去,再次观察物体下落的情况。则下列说法正确的是( )
A.这两次实验,羽毛下落均可近似看作自由落体运动
B.第一次实验中,铁片和羽毛下落时间相同,加速度相同
C.第二次实验中,铁片和羽毛下落时间相同,加速度相同
D.采用第二次实验的方法,在东莞和北京分别做该实验,铁片下落的时间相同
【答案】C
【详解】A.第一次实验中,玻璃管内有空气,羽毛受到的空气阻力相对于其重力来说不可忽略,其下落不是自由落体运动。第二次实验中,玻璃管内是真空,羽毛只受重力作用,其下落是自由落体运动,A错误;
B.第一次实验中,玻璃管内有空气,铁片和羽毛都受到重力和空气阻力。羽毛的质量 小,所以羽毛的加速度远小于铁片的加速度,它们下落的时间、加速度均不相同,B错误;
C.第二次实验中,玻璃管内是真空,铁片和羽毛都不受空气阻力,只受重力作用,做自由落体运动,所以它们的加速度相同,运动的时间相同,C正确;
D.第二次实验是自由落体运动,下落时间。由于重力加速度 g 的大小随地理纬度的增加而增大。
北京的纬度高于东莞,所以北京的重力加速度 g 大于东莞的重力加速度 g。因此,在同一高度下落,铁片在北京下落的时间会比在东莞下落的时间短,D错误。
故选C。
例2.(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.在空气中不考虑空气阻力的运动都是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
C.从同一高度释放,质量大的物体,受到的重力大,落地时的速度也大
D.某段位移的平均速度等于其初速度与末速度矢量和的一半
【答案】D
【详解】A.自由落体运动需满足初速度为零且仅受重力。若物体在空气中初速度不为零(如被抛出),即使忽略阻力,也不属于自由落体运动,故A错误;
B.自由落体运动中物体受重力作用,而非不受外力,故B错误;
C.自由落体下落速度由公式
可得落地速度
由此可知落地速度与质量无关,故C错误;
D.根据推论可知匀变速直线运动的平均速度
自由落体是匀变速运动,所以自由落体运动的物体某段位移的平均速度等于其初速度与末速度矢量和的一半,故D正确。
故选D。
例3.(24-25高一上·广东汕头·期中·多选)关于自由落体运动,下列说法错误的是( )
A.树叶在空中的飘落是自由落体运动
B.物体刚下落时,速度和加速度都为零
C.自由落体运动在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比是1:3:5
D.自由落体运动在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1:4:9
【答案】ABD
【详解】A.树叶在空中的飘落,阻力不可忽略,不是自由落体运动,故A错误,符合题意;
B.物体刚下落时,速度为零,但是加速度不为零,故B错误,符合题意;
D.根据初速度为零的匀变速运动的规律可知,自由落体运动在第ls内、第2s内、第3s内的位移之比是1:3:5,故D错误,符合题意;
C.根据
可知自由落体运动在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比是1:3:5,故C正确。
本题选错误的,故选ABD。
例4.(25-26高一上·广东潮州·阶段检测·多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.在连续相等的位移内所用时间相等 B.在连续相等的位移内平均速度相等
C.在任何相等的时间内速度的变化量相等 D.在任何相等的时间内速度的变化率相等
【答案】CD
【详解】AB.做自由落体运动的物体速度越来越大,则在连续相等的位移内所用时间越来越少,则连续相等的位移内平均速度越来越大,故AB错误;
C.根据
可知在任何相等的时间内速度的变化量相等,故C正确;
D.根据
可知在任何相等的时间内速度的变化率相等,故D正确。
故选CD。
变式1.(24-25高一上·广西玉林·期末)如图所示把质量不相同的铁片和羽毛放入竖直放置的牛顿管中,让铁片和羽毛从牛顿管上方同时开始下落,观察物体下落的情况。下列说法正确的是( )
A.图甲为管内空气没被抽掉时的实验现象
B.图乙为管内空气没被抽掉时的实验现象
C.图乙中,铁片和羽毛均做匀速直线运动
D.图甲中,铁片和羽毛在下落过程中,间距会不变
【答案】A
【详解】AB.铁片和羽毛在空气中下落时受到重力与空气阻力的作用,由于空气阻力对羽毛的影响大,羽毛比铁片下落的慢,在相等时间内羽毛下落高度小,所以图甲为管内空气没被抽的实验现象,A正确,B错误;
C.在真空中,铁片和羽毛只受重力作用,羽毛与铁片都做自由落体运动,C错误;
D.图甲中,受空气阻力的影响,随速度的增大,其间距会增大,D错误。
故选A。
变式2.(24-25高一上·广东广州·阶段检测)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(记录物体运动的闪光照片,每隔相等的时间拍摄一次)中符合事实的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】在真空中,苹果和羽毛只受重力,做自由落体运动。苹果和羽毛的加速度相同,任意时刻两物体位置相同,相同时间内位移越来越大。
故选A。
变式3.(25-26高一上·广东江门·阶段检测·多选)在地球表面的同一地点,下列说法正确的是( )
A.质量大的物体做自由落体运动的加速度较大
B.自由落体运动物体的速度变化快慢都相同
C.自由落体运动物体的速度随时间均匀增大
D.自由落体运动物体的位移随时间均匀增大
【答案】BC
【详解】AB.物体自由下落的加速度等于当地的重力加速度,同一地点任何物体下落的重力加速度都相同,和物体的质量、高度无关。加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,所以同一地点自由落体运动物体的速度变化快慢都相同,故A错误、B正确;
C.根据自由落体运动中的速度与时间关系可知
即自由落体运动物体的速度随时间均匀增大,故C正确;
D.根据自由落体运动中的位移与时间关系可知
即自由落体运动物体的位移与时间的二次方成正比,不是随时间均匀增大的,故D错误。
故选BC。
变式4.(25-26高一上·广西河池·阶段检测·多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )
A.做自由落体运动的物体,质量越大,下落的越快
B.物体只在重力作用下的运动就是自由落体运动
C.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D.做自由落体运动的物体,相同时间内速度的变化量相同
【答案】CD
【详解】A.自由落体的加速度与物体的质量无关,A错误;
B.物体做自由落体的条件是由静止开始只在重力作用下的运动,B错误;
CD.自由落体的运动性质是初速度为零的匀加速直线运动,物体在相同时间内速度的变化量相同,故CD正确;
故选CD。
考点二 自由落体运动的规律及应用
例1.(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)从离地面的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取。求:
(1)小球经过多长时间落到地面;
(2)小球下落2s时的速度;
(3)自小球开始下落计时,求小球在最后2 s内的位移大小
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)小球做自由落体运动,由
代入数据得
(2)由运动学公式得
代入数据得小球下落2s时的速度
(3)前10s内的位移大小为
代入数据得
故最后2s内的位移大小为
代入数据得
例2.(25-26高一上·广东珠海·阶段检测)某旅游团乘坐热气球参观,热气球以的速度竖直向上匀速升高,一名乘客把手机伸到篮子的外面拍摄下方景色,在某高度手机突然脱手,手机落地前最后1秒下落的高度为45m。不计空气阻力,取。求:
(1)手机距离地面的最大高度;
(2)手机从脱手到落地的总时间。
【答案】(1)125m
(2)7s
【详解】(1)手机脱手后,手机先竖直向上做减速运动,速度减小到零后,向下做自由落体运动,设自由落体运动的时间为,则由题意可得
解得
则手机距离地面最大高度为
解得
(2)由题意及运动学公式
可知,手机从脱手到速度减为零所用时间为
则手机从脱手到落地的总时间为
例3.(25-26高二上·广东江门·阶段检测)在进行救灾时,飞行员从飞机上每隔5s释放一件救灾物资,救灾物资自由下落2s后降落伞自动打开,设开伞后物资以的加速度匀减速下降,到达地面时速度为,求:
(1)每个物资自动打开降落伞时的速度和离飞机的高度;
(2)飞机离地面的高度是多少米;
(3)第一个物资落地时,第二个物资距地面多高?
【答案】(1)20m/s,20m
(2)116m
(3)45m
【详解】(1)救灾物资自由下落2s后降落伞自动打开,根据
可得
根据
可得
(2)减速下降过程中
可得
飞机离地面的高度
可得
(3)打开降落伞后,第一个物资匀减速
可得
第二个物资自由下落2s后匀减速下落,匀减速时间
根据
可得
由以上可得,第二个物资距地面高度为
变式1.(25-26高一上·广东广州·期中)某地利用无人机定点空投生活物资,假设由静止释放的一包物资,经3s刚好着地,忽略空气阻力的作用,g=10m/s2,求:
(1)释放后2s末物资的速度大小;
(2)无人机距离地面的高度。
【答案】(1)20m/s
(2)45m
【详解】(1)根据自由落体运动规律可知,释放后2s末物资的速度大小为
(2)根据自由落体运动规律可知,无人机距离地面的高度
变式2.(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)近年来多次发生高空坠物造成人员伤亡的事件,有人做了一个相关实验,在第16层楼(约45m)的阳台(阳台的高度可忽略)上由静止释放一颗小石子,不计空气阻力,g=10m/s2 。试估算:
(1)石子落地时间;
(2)石子运动的最后1s内的平均速度。
【答案】(1)3s;
(2)25m/s,方向竖直向下
【详解】(1)根据自由落体运动规律
可得石子落地时间为
(2)石子落地时的速度大小为
石子运动的最后1s初的速度大小为
石子运动的最后1s内的平均速度大小为
方向竖直向下。
变式3.(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)如图为“眼疾手快”游戏装置示意图,游戏者小明需接住从支架上随机落下的圆棒。已知圆棒长,圆棒下端距A点0.45m,某次游戏中一未被接住的圆棒下落经过A、B两点,A、B间距0.40m。圆棒下落过程中始终保持竖直,不计空气阻力。取。求:
(1)圆棒下端到达A点时的速度大小;
(2)圆棒经过段所需的时间;
【答案】(1)3m/s
(2)0.2
【详解】(1)圆棒下端到达A点过程,根据速度与位移的关系式则有
解得
(2)圆棒下端到达A点过程,根据自由落体运动规律则有
解得
同理,圆棒上端到达B点过程,则有
解得
则圆棒经过段所需的时间
2
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