第08讲 自由落体运动（原卷版）-2024-2025初升高衔接资料（新高一暑假学习提升）

第08讲自由落体运动模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练（7大考点）模块五小试牛刀过关测1.了解亚里士多德关于物体下落快慢的主要观点，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法；2.通过实验探究自由落体运动，体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑、分析和判断的科学研究方法；3.经历抽象概括和推理过程，知道物体做自由落体运动的条件。■知识点一：对自由落体运动的两种观点1.亚里士多德的错误观点：物体下落的快慢跟它的有关，的物体下落得快。2.伽利略的观点：重的物体与轻的物体应该下落得。3.伽利略的科学方法：通过发现问题，进行猜想，得出结论，最后用证实结论。伽利略这种的方法，为物理学的研究奠定了基础。■知识点二：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.条件：物体只受，且初速度。3.理解：自由落体运动只在中才能发生。在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落看作自由落体运动。■知识点三：自由落体加速度1.定义：实验表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作，通常用g表示。2.特点（1）方向：。（2）大小：重力加速度的大小随纬度和高度的变化而变化，在赤道处，在两极处，随着纬度的增高而，随着高度的增加而。在一般的计算中，g可以取m/s2或10m/s2。■知识点四：自由落体运动的规律（1）自由落体运动是，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。（2）基本规律：速度与时间的关系式：；位移与时间的关系式：；速度与位移的关系式：。（3）重要推论：平均速度公式：eq\x\to(v)＝veq\f(t,2)＝；连续相等时间的位移之差：Δx＝。【参考答案】一.对自由落体运动的两种观点：1.轻重、重；2.同样快；3.逻辑推理、实验证、推理与实验相结合。二.自由落体1.重力、静止；2.重力、为零。3.真空、可以近似。三.自由落体加速度：1.都相同、重力加速度。2.特点（1）竖直向下。（2）最小，最大，增大，减小。9.8四.自由落体运动的规律：（1）初速度为0的匀加速直线（2）v＝gt；x＝eq\f(1,2)gt2；v2＝2gx。（3）eq\f(gt,2)；gT2。教材习题01把一张纸片和一个硬币同时释放下落，哪个落得快？再把纸片捏成一个很紧的纸团，和硬币同时释放，下落快慢有什么变化？怎样解释这个现象？解题方法纸片与硬币实际下落过程中受空气阻力较大，不可忽略；消除空气阻力，硬币和纸片都做自由落体运动，同时释放，将同时落地【答案】把一张纸片和一个硬币同时释放下落，由于纸片受到的空气阻力较大，可知硬币先落地；再把纸片捏成一个很紧的纸团，和硬币同时释放，由于受到的阻力都较小，几乎同时落地；若消除空气阻力，硬币和纸片都做自由落体运动，同时释放，将同时落地。教材习题02跳水运动员训练时从5m跳台双脚朝下自由落下，某同学利用手机的连拍功能，连拍了多张照片。测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为3.4m和1.8m。由此估算手机连拍时间间隔是多少？（保留2位有效数字）解题方法对运动员双脚离水面分别为3.4m和1.8m由自由落体位移公式求解。【答案】0.23s考向一：对自由落体运动的理解【例1】(多选)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．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动C．物体只在重力的作用下从静止开始的运动叫自由落体运动D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体的下落可视为自由落体运动考向二：自由落体加速度【例2】(多选)关于重力加速度g，下列说法正确的是()A．重的物体g值大B．同一地点，轻、重物体的g值一样大C．g值在任何地方都一样大D．赤道处的g值小于北极处的g值考向三：自由落体运动规律的应用【例3】从离地面500m的空中由静止开始自由落下一个小球，g取10m/s2，求：(1)小球经过多长时间落到地面；(2)小球最后1s内的位移；(3)小球下落一半时间的位移。考向四：自由落体运动与其他运动的综合问题【例4】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10m的跳台向上跳起，到达最高点时重心离跳台约1.25m。然后自由下落；忽略空气阻力，将运动员看作质点，其在水中做减速直线运动，上网查得平均加速度大小为25m/s2，g取10m/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。一、单选题1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。下列说法中正确的是（）A．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫作“微元法”C．伟大的物理学家牛顿最先建立了速度、加速度等概念，并创造了一套科学研究方法D．亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下，重物体与轻物体下落一样快2．下列对自由落体运动的说法正确的是（）A．做自由落体运动的物体不受任何外力B．做自由落体运动的物体，质量越大，下落越快C．“重的物体下落得快”是伽利略自由落体运动的结论D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动3．自由落体的初速度为（）A．0m/s B．1m/s C．2m/s D．3m/s4．我国计划在2030年前实现载人登月，开展科学探索。如图，宇航员在月球上让铁锤和羽毛从同一高度处由静止释放，下降相同的距离，已知月球表面为真空环境，则（）A．羽毛用时较长 B．铁锤用时较短C．落地时羽毛的速度较小 D．落地时铁锤和羽毛速度相同5．在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时从静止开始下落，下列说法中正确的是（）A．重的石块先着地B．轻的木块先着地C．着地前的任一时刻，二者具有相同的速度和位移D．二者在下落这段时间内具有不同的加速度6．浙江百丈漈瀑布是全国单体落差最高的瀑布。第一漈207米高，第二漈68米高，第三漈12米高，三漈相加共287米高，折合古时鲁班尺是一百丈多17米，故名百丈漈。假设忽略上游水的初速度和空气的阻力，那么，水仅仅下落第一漈后的速度大约是（）A． B． C． D．7．用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。甲同学用手握住直尺顶端的地方，乙同学在直尺下端刻度为0的地方做捏住直尺的准备，但手没有碰到直尺，当乙同学看到甲同学放开直尺时，立即握住直尺，结果乙同学握住直尺的刻度为b。小明同学根据所学知识计算出不同刻度对应的反应时间，从而在这把尺子上标出刻度做成“反应时间测量尺”。已知重力加速度为g，关于“反应时间测量尺”，下列说法正确的是（）A．其“时间刻度”是均匀的，与长度刻度成正比例B．其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密C．其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”疏D．如果在月球上使用此刻度尺，“时间刻度”的每个数字不需要改动也可以直接使用8．游乐场内的“穿越云霄”游乐项目如图所示，座舱从最高点下降，先做自由落体运动，后匀减速至停止，取向下为正方向，则以下v-t图像能反映座舱上述运动过程的是（）A． B．C． D．二、多选题9．对于自由落体运动，其中重力加速度g＝10m/s2，下列说法中正确的是（）A．在1s内、2s内、3s内的位移大小之比是1：2：3B．在1s末、2s末、3s末的速度大小之比是1：2：3C．在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比是1：4：9D．在相邻两个1s内的位移之差都是10m10．一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为的小球从一定的高度自由下落，测得在第内的位移是，则（

）A．物体在末的速度是 B．物体在第内的平均速度是C．物体在第内的位移是 D．物体在前内的位移是11．伽利略对自由落体的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法不正确的是（）A．其中的丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显12．如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，可以得出的结论是（）11324213093298164526255824366119249716006482104A．物体在做匀速直线运动 B．物体在做加速直线运动C．物体运动的距离与时间成正比 D．物体运动的距离与时间的平方成正比13．一个小球做自由落体运动，它的下落高度足够高，取g=10m/s2，关于这个小球的运动情况，下列说法中正确的是（）A．小球在第2s内的下落高度为15mB．小球在前2s内的平均速度为20m/sC．小球在前1s内、前2s内、前3s内的位移之比是1：3：5D．小球在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比是1：3：514．如图，是雨后某人用高速相机拍下一幅水滴下落的照片，其中，第4滴水刚要离开屋檐，滴水的时间间隔相同，第1滴水与第2滴水的实际间距为1m，取重力加速度，不计空气阻力。则拍下照片的瞬间，第3滴水的速度大小v和水滴下落的时间间隔t分别为（）A．v＝2m/s B．v＝4m/s C．t＝0.2s D．t＝0.4s三、解答题15．近年来多次发生高空坠物造成人员伤亡的事件，于是就有人做了一个实验：在高为80m的楼房阳台上，自由释放一颗质量为50g的石子，计算：（空气阻力不计，g取）求：（1）石子经过多长时间落到地面？（2）石子落地时的速度大小。16．如图所示，直杆长，圆筒高为。直杆位于圆筒正上方处。直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿越圆筒。试求：（取，）（1）直杆下端刚好开始进入圆筒时的瞬时速度；（2）直杆穿越圆筒所用的时间t。17．高空抛物是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，某消防员为了测试高空抛物的危害，将一个物体从的高楼自由释放，落地后不反弹，不计空气阻力，g取，求：（1）物体下落的时间；（2）物体落地时的速度大小；（3）物体落地前最后一秒的平均速度大小。18．高空抛物可能造成人身伤害、财产损失、环境破坏，影响邻里关系和社会风气，甚至城市形象。为此国家专门就高空抛物立法，2009年12月26日，《中华人民共和国侵权责任法》由全国人大常委会表决通过，决定自2010年7月1日起施行相关的法规。后面对该法又不断有新的修订和补充。若一个鸡蛋从某楼层离地80m高处无初速下落，不计空气阻力，重力加速度。求：（1）鸡蛋在前2s内下落的高度；（2）试估算鸡蛋在下落过程的平均速度；（3）鸡蛋在第3s内下落的高度。19．某校举办了“众星捧月”的趣味运动会。如图所示，裁判发令前五名运动员手持雷霆鼓的把手，助手在雷霆鼓正上方准备释放“活力球”，裁判发令后，“活力球”由静止释放，五名运动员协同从起跑线向终点前进，同时保证“活力球”在雷霆鼓上弹跳且不从雷霆鼓上掉落，比赛的赛程为50m。其中有四个小组的比赛成