第4节 自由落体运动 高中物理必修第一册人教版

第二章匀变速直线运动的研究高中物理必修第一册人教版第4节自由落体运动知识点1

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．重量亚里士多德均匀变化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．重力静止匀加速

基础过关图2-4-1A.玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落得一样快B.玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动C.玻璃筒里的空气被抽出后，金属片和小羽毛下落得一样快D.玻璃筒里的空气被抽出后，金属片比小羽毛下落得快【解析】玻璃筒内有空气时，金属片和小羽毛由于受到空气阻力，下落得不一样快，并不做自由落体运动，故A、B错误；玻璃筒内没有空气时，金属片和小羽毛都做自由落体运动，所以下落得一样快，故C正确，D错误。√【学会了吗│变式题】1.（多选）几个同学在讨论苹果的自由下落时，若忽略空气阻力，下列猜想正确的是(

)

BD

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_________．相同重力加速度竖直向下9.8m/s2

10m/s2

知识点2

自由落体运动的规律知识点2

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＝__________．gt

2gh

（1）落到地面需要的时间；

（3）下落时间为总时间一半时的位移大小。

基础过关【解析】图示解析·巧妙寻关键知识点3

自由落体运动的实验探究1．实验仪器——打点计时器(1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹．(2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度的大小．2．实验步骤(1)把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源．(2)把纸带穿过两个限位孔，下端通过铁夹将重物和纸带连接起来，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，先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点．(4)重复几次，选取一条点迹清晰的纸带分析．(2)v－t图像法根据纸带，求出各时刻的瞬时速度，作出v－t图像，求出该v－t图像的斜率k，则k＝a．这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值，有效地减少偶然误差．4．注意事项(1)应选用质量和密度较大的重物．增大重物的重力可使阻力的影响相对减小．(2)打点计时器应竖直放置，以减小阻力．(3)重物应从靠近打点计时器处释放，要先接通打点计时器的电源，再释放纸带．图2-4-4例3-3

(江苏高考题节选)小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图2-4-4所示。（1）家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________。小钢球【解析】与乒乓球、小塑料球相比，小钢球下落相同高度受空气阻力影响相对较小，可以减小实验误差,因此选择小钢球。基础过关（2）下列主要操作步骤的正确顺序是__________。（填写各步骤前的序号）①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球，从刻度尺旁静止释放③手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能，开始摄像①③④②【解析】根据实验要求，可知应先固定刻度尺，然后固定手机调好手机镜头位置，打开手机摄像功能进行摄像，最后捏住小球，使小球由静止下落，即步骤为①③④②。

图2-4-5

知识点4

竖直上抛运动

D

基础过关

.

.

深挖点

伽利略对自由落体运动的研究例5

(北京高考题节选)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图2-4-6所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的。

【学会了吗│变式题】图2-4-72.［链接教材第51页图2.4-6］（多选）伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图2-4-7所示，可大致表示其实验和思维的过程。对这一过程的分析，下列说法正确的是(

)

ACA.其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论B.其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论C.甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D.丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显

图2-4-8

A

题型1

运用自由落体运动规律求解问题图2-4-8

A

【学会了吗│变式题】图2-4-9

（1）棒的下端到达圆筒上端时棒的速度大小；

（2）棒通过圆筒所用的时间。

图2-4-10

BCD

题型2

自由落体运动和竖直上抛运动综合问题【解析】图示解析·巧妙寻关键

【学会了吗│变式题】

C图2-4-11

图2-4-13例8

(2024·安徽江南十校联考)利用如图2-4-13（a）所示的装置，在做“测量重力加速度”的实验中，得到了几条较为理想的纸带．已知每条纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点之间的时间间隔为

微专题

实验探究——重力加速度的测定与应用

3.47

9.00

图2-4-14

1.38

（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是_____。ACA.刻度尺应固定在竖直平面内B.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落C.手机应正对刻度尺固定D.手机距离刻度尺越近越好【解析】小球沿竖直方向下落，刻度尺应固定在竖直平面内；铅垂线的作用是检验刻度尺是否竖直；手机在录像时应正对刻度尺，并且离刻度尺适当远些，以减小位置记录的误差。故选A、C。图2-4-15

BD

图2-4-16

次数120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32

【答案】如图2-4-17所示

次数1234560.0400.0530.0680.0780.0900.102图2-4-17

图2-4-18

图2-4-19

（2）为简化计算，同学们将直尺进行改进，以相等时间间隔在直尺上标记反应时间的刻度线（图中数据的单位均为“秒”），制作了“反应时间测量尺”。已知图中四把直尺零刻度线均在下端，则标度可能正确的是___。CA.

B.

C.