2.4：自由落体运动-2022-2023学年高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019必修第一册）

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2.4：自由落体运动

一：知识精讲归纳

考点一、自由落体运动

1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．

2．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较小，可以忽略．

考点二、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相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，

通常用 g表示．

2．方向：竖直向下．

3．大小

(1)在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐增大．

(2)一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s 2

考点三、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 0

的匀加速直线运动．

2．匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动．

3．自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝gt，x＝gt2.

考点四、自由落体运动的实验探究

1．实验器材

打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺．

2．探究过程

(1)按如图 3所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路．

图3

(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器．

(3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，放开纸带让重物自由下落，打点计时器就在纸带上

打下一系列的点，重物落地后立刻关闭电源．

(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理．

3．数据处理

(1)用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离．

(2)用vn＝求出各点的速度，作 v－t图像，图像应为一条过原点的倾斜直线．

(3)根据 v－t图像的斜率求加速度或根据 Δx＝aT2计算加速度．

4．实验结论

自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为 9.8 m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动．

技巧考点归纳：

1．自由落体运动

(1)自由落体运动是初速度 v0＝0、加速度 a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例．

(2)自由落体是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．

(3)运动图像：自由落体运动的 v－t图像(如图 2)是一条过原点的倾斜直线，斜率 k＝g.

图2

2．自由落体加速度(重力加速度)

(1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面；

(2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同．

② 地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重

力加速度都接近 9.8 m/s2，一般计算中 g取9.8 m/s2或10 m/s2.

二、自由落体运动的规律

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

――→

2．匀变速直线运动的一切推论公式，如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运

动的比例式，都适用于自由落体运动．

二：考点题型归纳

题型一：自由落体运动的理解

1．（2022·云南·西南联大附属学校高一期末）下列关于自由落体运动的说法，正确的是（　　）

A．在真空条件下，石头将比纸片先落地

B．自由落体运动是初速度为 0、加速度大小为 g、方向竖直向下的匀加速直线运动

C．离地 20m 的高度，物体在赤道下落所用的时间比在北极下落所用的时间短

D．同一地点，随着高度的增加，重力加速度大小不变

2．（2022·云南·西盟佤族自治县第一中学高一期末）关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　）

A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动

B．不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是不同的

C．物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动

D．自由落体运动的加速度与物体的质量无关

3．（2022·全国·高一）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

题型二：自由落体运动的三个基本公式

4．（2022·安徽阜阳·高一期末）高空抛物危害极大。若一个果核从7楼阳台（商品房层高国家标准为2.8m）自由

下落，不计空气阻力，着地速率最接近（　　）

A．70km/h B．50km/h C．30km/h D．10km/h

5．（2022·河南河南·高一期末）a小球从跳水运动馆距水面10m 的跳台上自由落下，0.5s 后b小球也从同一位置自

由落下。若 g取，则下列说法不正确的是（　　）

A．a小球落到水面时的速度为 B．a小球在空中的运动时间为

C．落水前，a、b两球间的距离越来越大D．落水前，a、b两球的速度差越来越大

6．（2022·山东·乳山市银滩高级中学高一阶段练习）一名宇航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 末的速度是 8m/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

题型三、自由落体运动研究求频闪照片问题

7．（2021·江苏常州·高一期中）小球从靠近竖直砖墙的某个位置（可能不是图中 1的位置）由静止

释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中 1、2、3和4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为 T，

每块砖的厚度为 d，重力加速度为 g，可知小球（　　）

A．经过位置2时的瞬时速度大小约

B．从位置1到4过程中的平均速度大小约为

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