第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动

第3讲自由落体运动和竖直上抛运动目标要求1.掌握自由落体运动和竖直上抛运动的特点，并能解决实际问题。2.理解竖直上抛运动的对称性和多解性。目录CONTENTS立足“四层”·夯基础着眼“四翼”·探考点课时跟踪训练立足“四层”·夯基础ccccccc双基落实1.

易错判断（1）同一地点，轻重不同的物体的g值一样大。

（

√

）（2）不计空气阻力，物体从某高度由静止下落，任意两个连续相等的时

间间隔T内的位移之差恒定。

（

√

）（3）物体做竖直上抛运动，速度为负值时，位移也一定为负值。

（

×

）（4）做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度变化量方向是竖直向

下的。

（

√

）√√×√2.

〔人教版必修第一册P53·T4改编〕有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进

光孔径）随被摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变

的。为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使

一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，

它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子从地面以上2.5

m的高度下

落，每块砖的平均厚度为6

cm，请估算这架照相机的曝光时间（

）A.0.01

sB.0.02

sC.0.1

sD.0.2

s√

着眼“四翼”·探考点考点一自由落体运动

1.

运动特点初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。2.

解题方法（1）初速度为0的匀变速直线运动规律都适用。①从开始下落，连续相等时间内下落的高度之比为1∶3∶5∶7∶…。②由Δv＝gΔt知，相等时间内，速度变化量相同。③连续相等时间T内下落的高度之差Δh＝gT2。（2）物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动，从中间截取的

一段运动过程不是自由落体运动，等效于竖直下抛运动，应该用初速度不

为零的匀变速直线运动规律去解决此类问题。

（2026·山东威海期末）钢球由静止开始自由下落，落地时的速度为30

m/s，不计空气阻力，重力加速度g＝10

m/s2。关于钢球，下列说法正确的

是（

）A.

下落的高度是15

mB.

前2

s的平均速度为20

m/sC.

第3

s与第1

s的位移差为10

mD

〔多选〕甲、乙两物体，甲的质量为4

kg，乙的质量为2

kg，甲从20

m

高处自由下落，1

s后乙从10

m高处自由下落，不计空气阻力。在两物体落

地之前，下列说法中正确的是（

）A.

同一时刻甲的速度大B.

同一时刻甲的加速度大C.

两物体从起点各自下落1

m时的速度是相同的D.

落地之前甲和乙的高度之差保持不变√√

（2026·江苏苏州期中）一根长为L的棒，上端悬挂在天花板上的O

点，在棒的正下方，距棒的下端也为L处固定着一个高为H的圆筒，如图所

示，棒被释放后做自由落体运动。求：（1）棒的下端到达圆筒上端时棒的速度；

（2）棒通过圆筒所用的时间。（重力加速度为g）

〔多选〕（2026·辽宁沈阳模拟）如图所示，物理研究小组为了测量某栋

楼的层高。一同学将两个相同的铁球1、2用长L＝3.8

m的细线连接。用手

抓住球2使其与某一层楼地板等高，让球1悬挂在正下方，然后由静止释

放，地面处的接收器测得两球落到地面的时间差Δt＝0.2

s，g＝10

m/s2，

则（

）A.

球2释放点距离地面18

mB.

球2着地的速度大小为20

m/sC.

若释放小球的同学再往上走几层楼，则两球落到地面的时间差Δt会增大D.

若释放小球的同学再往上走几层楼，则两球落到地面的时间差Δt会减小√√

考点二

竖直上抛运动

竖直上抛运动的对称性和多解性（1）对称性（如图）（2）多解性：当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，

也可能处于下降阶段，造成多解。

（2026·河南郑州模拟）一同学站在高台上，将一小球以v0＝5

m/s的速

度竖直向上抛出，小球最终落到地面上。已知抛出点距离地面的高度h＝

30

m，重力加速度g取10

m/s2，不计空气阻力，最后1

s内小球运动的位移

大小为（

）A.15

mB.20

mC.25

mD.30

mB

竖直上抛运动的研究方法分段法上升阶段：a＝g的匀减速直线运动下降阶段：自由落体运动全程法

〔多选〕（2026·河北廊坊期末）航天员在某星球上做竖直上抛实验。他

在距水平地面6

m高处以4

m/s的初速度竖直上抛一重物，测得重物经过3

s

落到星球表面，阻力不计，则下列说法正确的是（

）A.

重物落地时的速度大小为8

m/sB.

星球表面的重力加速度大小为5

m/s2C.

重物在空中运动过程中平均速度大小为2

m/sD.

重物落地前的最后1

s内位移大小为6

m√√√

考点三

自由落体运动和竖直上抛运动的综合

（2026·江苏泰州期末）如图所示，两根长为L的木棒A、B竖直错开放

置，竖直方向上相距H。A棒由静止释放的同时B棒以初速度为v0从地面竖

直上抛，不计空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是（

）A.

A、B在空中运动过程一定会相遇√

2.

上升、下降过程中相遇问题

（2026·湖南长沙期中）如图所示为建于唐景龙年间的小雁塔，某物理研

究小组测量塔高为45

m，甲同学在塔顶让A球自由落下，同时乙同学让B球

自塔底以初速度v0竖直上抛，且A、B两球在同一直线上运动，重力加速度

为g＝10

m/s2。下列说法正确的是（

）A.

若v0＝15

m/s，则A、B两球在B上升的最高点相遇√

课时跟踪训练

1.

（2024·广西高考3题）让质量为1

kg的石块P1从足够高处自由下落，P1

在下落的第1

s末速度大小为v1，再将P1和质量为2

kg的石块绑为一个整体

P2，使P2从原高度自由下落，P2在下落的第1

s末速度大小为v2，g取10

m/s2，则（

）A.

v1＝5

m/sB.

v1＝10

m/sC.

v2＝15

m/sD.

v2＝30

m/s解析：

石块做自由落体运动，下落速度与质量无关，则下落1

s后速度

为v1＝v2＝gt＝10

m/s2×1

s＝10

m/s，故B正确。1234567891011√2.

〔多选〕（2026·山东滨州期末）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动

物）后，有时飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳后食用。已知

鸟蛤撞击地面前的速度需要达到20

m/s，才能打碎硬壳，若海鸥在某高度

将鸟蛤由静止丢下，恰好碎壳，不计空气阻力，重力加速度g取10

m/s2。

下列说法正确的是（

）A.

鸟蛤应该在距地面40

m高处被丢下B.

鸟蛤在空中运动的时间为2

sC.

鸟蛤最后1

s内下落的距离为10

mD.

鸟蛤下落过程的平均速度大小为10

m/s√√1234567891011

12345678910113.

★（2026·海南三亚期中）某兴趣小组自制了一个如图所示的水火箭。在

发射过程中，水火箭由静止从地面以20

m/s2的加速度竖直向上运动了10

m，然后失去动力做竖直上抛运动，重力加速度g取10

m/s2，不计空气阻

力。在整个过程中，下列说法中正确的是（

）A.

水火箭失去动力时速度为20

m/sB.

水火箭向上做减速运动的时间为1

sC.

水火箭做竖直上抛运动的最大高度为10

mD.

水火箭离地的最大高度为40

m√1234567891011

12345678910114.

〔多选〕（2026·四川达州期末）甲、乙两物体所受重力大小之比为

2∶1，距地面的高度之比为1∶4。某时刻两物体同时由静止开始下落，不

计空气阻力的影响。下列说法正确的是（

）A.

甲物体落地前，甲、乙的加速度大小之比为2∶1B.

甲、乙两物体下落所用时间之比为1∶4C.

甲物体落地前，甲、乙之间的距离保持不变√√1234567891011

1234567891011

B.

小零件脱落后在空中的运动为自由落体运动C.

小零件从脱落到落地运动的路程为5.4

mD.

小零件脱落后运动的整个过程中平均速率约为4.57

m/s√1234567891011

12345678910116.

（2026·浙江温州期中）在游乐场中有一种大型游戏项目“垂直极限”，如图所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿竖直轨道（可视为光滑轨道）提升到离地面一定高度处，然后由静止释放，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动，下落2

s后座椅受到压缩空气提供的恒定阻力作用而立即做匀减速运动，再经历4

s座椅速度恰好减为零，关于座椅的运动情况，下列说法正确的是（

）C.

自由落体阶段和匀减速阶段的位移大小之比x1∶x2＝2∶1D.

自由落体阶段和匀减速阶段的加速度大小之比a1∶a2＝1∶2√1234567891011

12345678910117.

〔多选〕（2026·安徽合肥期末）如图所示是用频闪周期为Δt的相机拍

摄的一张真空中羽毛与苹果从同一高度自由下落的局部频闪照片。关于提

供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是（

）C.

若满足关系x1∶x2∶x3＝1∶3∶5，则A为苹果释放的初始位置D.

第3次闪光到第4次闪光苹果速度的增量大于第1次闪光到第2次闪光苹果速度的增量√√1234567891011

1234567891011

8.

〔多选〕（2026·福建漳州模拟）图甲为意大利著名建筑物比萨斜塔，

相传伽利略在此做过自由落体实验。如图乙所示，现将两个小铁球P和Q用

长L＝3.25

m不可伸长的轻绳连接，从与比萨斜塔的塔顶等高的A处将悬吊

Q球的P球由静止释放。测得Q球落地的时间t＝3.2

s，忽略空气阻力，g取

10

m/s2，下列说法正确的是（

）A.

Q球落地前P球的加速度比Q球大B.

比萨斜塔的高度为55

mC.

P、Q两球落地的时间差为0.1

sD.