第07讲 　自由落体运动-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第07讲 　自由落体运动

       【学习目标】

1.知道自由落体运动的条件、性质和特点．

2.掌握自由落体运动的规律，会通过实验测定自由落体运动的加速度，知道在地球上不同地方，重力加速度的大小不同.

3.了解伽利略研究自由落体运动的过程，领悟他的研究方法．

        【基础知识】

一  自由落体运动

1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的       决定的．

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．

(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        的．

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)运动性质：初速度为零的           直线运动．

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        ，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫做                 ，通常用g表示．

2．方向：总是                  ．

3．大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的．一般的计算中，g取                       ，近似计算时，g取                 ．

三  自由落体运动的规律

1．速度公式：v＝           ．

2．位移公式：h＝                    ．

3．速度位移公式：v2＝           ．

   【考点剖析】

考点一：自由落体运动的理解

例1．（多选）如图所示，一个苹果和一片树叶同时从同一高度下落，以下说法中正确的是

(　　)

A．树叶和苹果下落得一样快，因为二者都做自由落体运动

B．树叶下落得慢，因为树叶受到的空气阻力的影响比苹果的更大些

C．苹果的运动可以近似地视为自由落体运动

D．树叶和苹果落地时的速度大小一定相等

考点二：自由落体加速度

例2．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．重力加速度的方向向地心

C．同一地点，轻重物体的g值一样大

D．g值在赤道处大于在北极处

考点三：自由落体运动规律的应用

例3．如图所示，椰子从距地面高度为20m的树上由静止落下。不计椰子下落时受到的空气阻力，，取g＝10 m/s2) 。求椰子落地的时间和到达地面时速度

考点四：研究自由落体运动的规律

例4．某同学用图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示．

甲

乙

该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点间的时间间隔)：

方法A：由g1＝，g2＝，…，g5＝，取平均值＝8.667 m/s2；

方法B：由g1＝，g2＝，g3＝，取平均值＝8.673 m/s2.

从数据处理方法看，在x1，x2，x3，x4，x5，x6中，对实验结果起作用的，方法A中有__________；方法B中有__________________________．因此，选择方法________(选填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的________(选填“系统”或“偶然”)误差．本实验误差的主要来源有________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(试举出两条即可)．

        【真题演练】

1．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(　　)

2．科学研究发现：在月球表面没有空气，重力加速度约为地球表面重力加速度的1/6.若宇航员登上月球后，在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球，忽略地球和其他星球对它们的影响，以下说法中正确的是(　　)

A．羽毛将加速上升，铅球将加速下落

B．羽毛和铅球都将下落，且同时落到月球表面

C．羽毛和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面

D．羽毛和铅球都将下落，且落到月球表面的速度相同

3．关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　)

A．自由落体运动的物体初速度为零

B．物体从静止开始，竖直下落的运动就是自由落体运动

C．自由落体运动的物体不只受到重力作用

D．自由落体运动是匀加速直线运动

4．小钢球在真空中从A点自由下落先后通过B、C两点，下列说法正确的是(　　)

A．从A到B的过程是自由落体运动

B．从B到C的过程是自由落体运动

C．从A到C的过程是自由落体运动

D．以上说法都不正确

5．关于自由落体运动，下列说法正确的是

A．自由落体运动的加速度g是标量，且g=9.8m/s2

B．物体刚开始下落时，速度和加速度都为零

C．下落过程中，物体每秒速度增加9.8m/s

D．下落开始连续三个两秒内的位移之比是1：4：9

6．从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。两位同学用刻度尺测量人的反应时间。如图甲所示，A握住尺的上端，B在尺的下部做握尺的准备（但不与尺接触），当看到A放开手时，B立即握住尺。若B做握尺准备时，手指位置如图乙所示，而握住尺时的位置如图丙所示，由此测得B同学的反应时间约为

A．0.10s B．0.2s C．0.30s D．0.40s

7．一物体自某高度由静止释放，忽略空气阻力，落地之前瞬间的速度为v。在运动过程中(　　)

A．物体在前一半时间和后一半时间发生的位移之比为1∶2

B．物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为1∶(－1)

C．物体在位移中点的速度等于v

D．物体在中间时刻的速度等于v

8.（2021•北京人大附中高一月考）“梧桐一叶落，天下尽知秋。” 如图所示，某日清晨，无风，明月同学在上学路上经过一株梧桐树下，恰看到一片巴掌大小的梧桐树叶脱离枝杈飘落到地面。据明月估测，脱离处离地面竖直高度约4m。根据你所学的物理知识判断，这片树叶在空中飘落的总时间可能是（  ）

A．0.2s    B．0.4s     C．0.8s       D．3s

       【过关检测】

1．（2020届广州协和中学期中）关于自由落体运动，下列说法正确的是

A．自由落体运动的加速度g是标量，且g=9.8m/s2

B．物体刚开始下落时，速度和加速度都为零

C．下落过程中，物体每秒速度增加9.8m/s

D．下落开始连续三个两秒内的位移之比是1：4：9

2．某人站在楼房顶层竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为 80m，则小球从抛出到下落经过抛出点下方 45m 处所用的时间, 取 g=10m/s2（      ）

A．1s B．9s C．5s D．s

3．一物体自某高度由静止释放，忽略空气阻力，落地之前瞬间的速度为v。在运动过程中(　　)

A．物体在前一半时间和后一半时间发生的位移之比为1∶2

B．物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为1∶(－1)

C．物体在位移中点的速度等于v

D．物体在中间时刻的速度等于v

4．从某一高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙，若两球被释放的时间间隔为1 s，在不计空气阻力的情况下，它们在空中的运动过程中(　　)

A．甲、乙两球的距离越来越大，甲、乙两球的速度之差越来越大

B．在相等的时间内甲、乙两球速度的变化量不相等

C．甲、乙两球的距离越来越大，甲、乙两球的速度之差保持不变

D．甲、乙两球的距离始终保持不变，甲、乙两球的速度之差保持不变

5．一个小石子从离地某一高度处由静止自由下落，某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB，该爱好者用直尺量出轨迹的长度，如图所示。已知曝光时间为 s，则小石子出发点离A点约为(g取10 m/s2)(　　)

A．6.5 m   B．10 m 

C．20 m   D．45 m

6．(多选)关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　)

A．它是v0＝0、a＝g、方向竖直向下的匀加速直线运动

B．在开始连续的三个1 s内通过的位移之比是1∶3∶5

C．在开始连续的三个1 s末的速度之比是1∶2∶3

D．从开始运动到下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所经历的时间之比为1∶2∶3

7．建筑工人正在高楼上砌砖(如图)，手滑不慎砖块掉落，发现2s后砖块落到地上断成两块，则估计此楼高度约为(不计空气阻力)(　　)

A．5m

B．10m

C．20m

D．40m

8．甲、乙两物体所受的重力之比为1: 2，甲，乙两物体所在的位置离地高度之比为2: l，它们各自做自由落体运动，则

A．落地时的速度之比是

B．下落过程中的加速度之比是

C．下落过程的时间之比是

D．下落过程的平均速度之比是

9．一名航天员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为1kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则(     )

A．小球在2s末的速度为20m/s

B．小球在第5s内的平均速度是3.6m/s

C．该星球上的重力加速度为5m/s2

D．小球在5s内的位移是50m

10．(2019·佛山期末)晓筱同学在一次观看跳水比赛时，想到一个问题：水池的水至少要多深，才能保证运动员的安全？他做了如下假设：比赛时，运动员在距水面10 m的跳台向上跳起，到达最高点时重心离跳台约1.25 m．然后自由下落；忽略空气阻力，将运动员看做质点，其在水中做减速直线运动；上网查得平均加速度大小为25 m/s2，g取10 m/s2.请你帮晓筱计算：

(1)运动员落至水面时的速度；

(2)为了避免运动员与池底碰撞，水池的最小水深．

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