衔接点08 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）

衔接点08自由落体运动课程标准初中无高中1.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。2.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的规律，了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。初中物理高中物理异同点无自由落体运动初中物理对于落体运动有简单的认识，但对于在只受重力从静止下落的这种理想化的运动形式及研究方法是没有深入的研究的，高中物理对这种运动形式的研究相对来说就比较具体了。初中物理无此内容。知识点一自由落体运动1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。2.特点(1)运动特点：初速度为零，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。(2)受力特点：只受重力作用，不受其他力。这种运动只在真空中才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。因此，自由落体运动是一种理想模型。3.物体做自由落体运动的条件：(1)初速度为零；(2)只受重力。知识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)一般计算中g可以取9.8m/s2或10m/s2。(2)大小：与在地球上的纬度以及距地面的高度有关。与纬度的关系在地球表面上，自由落体加速度随纬度的增加而增大，即赤道处自由落体加速度最小，两极处自由落体加速度最大，但差别很小与高度的关系在地面上的同一地点，自由落体加速度随高度的增加而减小。但在一定的高度内，可认为自由落体加速度的大小不变4.测重力加速度的实验思路与方案(1)实验思路利用频闪照片，或利用打点计时器能够把做自由落体运动的物体的位置和相应的时刻记录下来。根据对匀变速直线运动的研究，测量物体下落的速度，进而研究自由落体运动速度变化的规律，以证实自由落体运动是否是匀加速直线运动，并求出加速度的大小。(2)实验方案①打点计时器法a.实验装置如图所示。打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。改变重物的质量，重复上面的实验。b.对纸带上计数点间的距离x进行测量，利用g＝eq\f(xn－xn－1,T2)求出自由落体加速度。注意(1)注意操作的先后顺序。(2)纸带选取：选点迹清晰，且1、2两点间距离接近2mm的纸带进行分析探究(说明v0＝0，且阻力小)。②频闪照相法频闪照相机可以每间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体的位置，根据Δx是否为恒量，可判断自由落体运动是否为匀变速直线运动。根据匀变速直线运动的推论Δx＝aT2可求出自由落体加速度g＝eq\f(Δx,T2)。由g＝eq\f(v－v0,t)也可求出自由落体加速度g。三、自由落体运动规律自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，把v0＝0和a＝g代入匀变速直线运动的公式可得1.五个基本公式eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①v＝v0＋at,②x＝v0t＋\f(1,2)at2,③v2－veq\o\al(2,0)＝2ax,④v＝v\f(t,2)＝\f(v0＋v,2),⑤xn－xn－1＝aT2))eq\o(→,\s\up11(v0＝0),\s\do4(a→g))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①v＝gt,②x＝\f(1,2)gt2,③v2＝2gx,④v＝v\f(t,2)＝\f(v,2),⑤xn－xn－1＝gT2))2.v－t图像自由落体运动的v－t图像是一条过原点的倾斜直线，斜率表示重力加速度g。1.如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同。(1)为什么在抽掉空气的玻璃管中不同物体下落快慢相同？(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？2.(1)如图所示，这两名跳伞运动选手有不同的体重，自由下落加速度的大小与他们的质量有关吗？(2)在地球上的不同位置，自由落体的加速度一定相同吗？同一物体在月球和地球上做自由落体运动时加速度相同吗？【例1】关于自由落体运动，下列说法中正确的是（

）A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动B．物体只受重力的作用，则其运动就是自由落体运动C．物体做自由落体运动的加速度大小与其质量有关D．自由落体运动是初速度为零的匀加速运动【例2】关于自由落体运动和重力加速度，下列说法正确的是（）A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常g取9.8m/s2B．在地面上的不同地方，g的数值相同C．地球上的同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同D．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动【例3】物体从离地面45m高处做自由落体运动（g取10m/s2）。下列选项正确的是（）A．物体运动3s后落地B．物体落地时的速度大小为45m/sC．物体在落地前最后1s内的位移为15mD．物体在整个下落过程中的平均速度为20m/s1．甲、乙两物体由静止同时释放做自由落体运动，已知甲的质量是乙的质量的2倍，甲距地面的高度是乙距地面的高度的2倍，下列说法正确的是（）A．甲、乙两物体将同时落地B．甲在空中运动的时间是乙在空中运动的时间的倍C．甲、乙两物体落地的速度大小相等D．甲的加速度是乙的加速度的2倍2．从高处释放一石子A，后在同一地点再释放另一石子B（空气阻力不计），则下列说法错误的是（）A．两石子均在下落过程中，A相对B做匀速直线运动B．两石子均在下落过程中，两者距离保持不变C．两石子均在下落过程中，两者的加速度均保持不变D．两石子均在下落过程中，两者的速度差保持不变3．如图所示，一个两端封闭的玻璃管，其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中。第一次实验：打开开关使管内空气与大气连通，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。第二次实验：把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。则下列说法正确的是（）

A．第一次实验中，铁片和羽毛下落时间相同，加速度相同B．第二次实验中，铁片和羽毛下落时间相同，加速度相同C．这两次实验，羽毛下落均可近似看作自由落体运动D．采用第二次实验的方法，在北京和赤道分别做该实验，铁片下落的时间相同4．某同学制作了一把“人的反应时间测量尺”，重力加速度取，关于该测量尺样式正确的是（

）A．B．C． D．5．一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一小球从一定的高度自由下落，测得小球第5s内的位移大小为18m（此时小球还未落地）。下列说法正确的是（）A．该星球上的重力加速度大小为B．小球第5s内的平均速度大小为3.6m/sC．小球第5s末的速度大小为10m/sD．小球第2s内的位移大小为6m6．如图所示，图为用每隔0.2s闪光一次的频闪相机，在真空试验室拍摄苹果下落一段时间的频闪照片，图片中第一个苹果为下落起点，下列说法不正确的是（为）（）A．B．C．图中的大小为6D．图中的位移大小为7．某人想估测一枯井的深度；他从井口将一小石块自由释放并开始计时，经过3s听到石块落到底部的声音。不计阻力，g取，下列选项最接近枯井深度的是（）A．37m B．42m C．48m D．52m8．一名宇航员在某星球上利用小球的自由落体运动实验，测星球的等效重力加速度．让一个小球从的高度自由下落，测得小球在第内的位移恰为小球在最后位移的三分之一。则该星球的等效重力加速度为（

）A． B． C． D．9．实验者从某砖墙的高处使一个石子自由落下，并且拍摄石子在空中的照片。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹AB。已知每块砖的厚度（包括砖缝）都大约为6cm，使用的相机曝光时间为。则可以估算出石子开始下落点到A点的高度大约为（

）A．3m B．4m C．5m D．条件不足，无法估算10．一观察者发现，每隔一定时间有一滴水自8m高的屋檐自由落下，而且看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水刚好落到地面。已知重力加速度g=10m/s2，那么这时第四滴水离地的高度是（）A．7.5m B