《【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册》2.4自由落体运动第1课时 讲义

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第二章匀变速直线运动的研究
第节自由落体运动第 课时
【素养目标】
知道物体做自由落体运动的条件
．通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向
．掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题
．了解伽利略对自由落体运动的研究方法，领会伽利略的科学思想
【必备知识】
知识点一、对自由落体运动的研究
．问题发现
亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．
矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．
伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．
．猜想与假说
伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．
．理想斜面实验
如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移 与运动所用的时间 的平方成
正比，即 
让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移 和所用的时间 
斜面倾角一定时，判断  是否成立．
改变小球的质量，判断  是否成立．
将斜面倾角外推到 ＝时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做匀加速运动，从而得到了落体
运动的规律．
．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理包括数学推演和谐地结合起来．他给出了科学
研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对
假设进行修正和推广．
知识点二、自由落体运动
．自由落体运动
定义
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．
1
（）条件
初速度为 ；②只受重力作用
（）实质
初速度为 的匀加速直线运动．
自由落体运动是一种理想化模型
（）这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．实际上，物体下落时由于受空
气阻力的作用，并不做自由落体运动；
当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看做自由落体运动．如在空气中自由下落的石块可看
做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动．
知识点三、自由落体运动的规律
．自由落体加速度
定义
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常
用表示．
大小
在地球上不同的地点，的大小一般是不同的．一般的计算中，可以取 ＝或＝
方向
竖直向下．
自由落体运动公式
（）自由落体运动是匀变速直线运动的特例，因此匀变速直线运动规律也适用于自由落体运动．只要将
匀变速直线运动公式中的 换成 ，换成 ，换成 ，匀变速直线运动公式就变为自由落体运动公式．

（）关于自由落体运动的几个比例关系式
第 末，第  末，第  末，…，第  末速度之比＝；
前 内，前 内，前 内，…，前 内的位移之比＝；
!第 内，第  内，第  内，…，第  内的位移之比"#$%＝－；
&通过第 个，第 个，第 个，…第个所用时间之比：
＝－－－．
【课堂检测】
小球甲、乙的质量分别为
1 kg
和
3 kg
，同时从
45 m
高的塔顶自由下落，
g
取
10 m/s2
，空气阻力不
计，下列说法中错误的是（ ）
2
'(小球甲第秒内下落的距离是
5 m
)(小球甲最后秒内平均速度是
20 m /s
*(小球乙第秒内的位移比第 秒内的位移多
+(甲、乙两个小球同时落地
【答案】 )
【解析】'．小球甲第秒内下落的距离是
ℎ1=1
2g t1
2=1
2×10 ×12m=5 m
'正确，不符合题意；
)．两球下落的时间均为
t=
√
2ℎ
g=3 s
小球甲最后秒内平均速度是
v=v2+v3
2=g t2+g t3
2=10 ×(2+3)
2m/s=25 m/s
)错误，符合题意；
*．小球乙第秒内的位移比第 秒内的位移多
Δℎ=g T 2=10 ×12m=10 m
*正确，不符合题意；
+．自由落体运动的加速度与重力大小无关，则甲、乙两个小球同时落地，+正确，不符合题意。
故答案为：)。
【分析】小球甲做自由落体运动，利用位移公式可以求出下落的位移；利用小球最后 内的初末速度可
以求出平均速度的大小；利用邻差公式可以求出位移之差的大小；自由落体的加速度与重力的大小无关。
如图所示，某学习小组利用直尺测反应时间∶甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位
于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间。
为简化计算，某同学将直尺刻度进行了改进，先把直尺零刻度线朝向下，以相等时间间隔在直尺的反面标
记相对应时间（单位为 ）刻度线，制作成了“反应时间测量仪”，下列四幅图中反应时间刻度线标度正
确的是（ ）
3
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