2025版人教版高中物理精讲精练必修1第08讲：自由落体运动 原卷版

第08讲：自由落体运动

【考点归纳】

考点一：自由落体运动的理解

考点二：自由落体运动的三个基本公式

考点三、自由落体运动研究求频闪照片问题

考点四：自由落体的平均速度

考点五：自由落体重要的推论公式

考点六：竖直上抛运动

考点七：竖直上抛运动和自由落体的相遇问题

考点八：自由落体运动的探究实验

考点九：自由落体运动的综合

【知识归纳】

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．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较小，可以忽略．

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)在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐增大．(2)一般取值：g＝9.8m/s2或g＝10m/s2.

知识点三、自由落体运动的规律

1．自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动．

2．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．

1

3．自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝gt，x＝gt2.

2

知识点四、自由落体运动的实验探究

1．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺．

2．探究过程

(1)按如图所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路．

(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，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，启动打点计时器，放开纸带让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打

下一系列的点，重物落地后立刻关闭电源．

(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理．

3．数据处理

(1)用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离．

xn＋xn＋1

(2)用vn＝求出各点的速度，作v－t图像，图像应为一条过原点的倾斜直线．

2T

(3)根据v－t图像的斜率求加速度或根据Δx＝aT2计算加速度．

4．实验结论

自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动．

技巧考点归纳：

1．自由落体运动

(1)自由落体运动是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例．

(2)自由落体是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．

(3)运动图像：自由落体运动的v－t图像是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g.

2．自由落体加速度(重力加速度)

(1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面；

(2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同．

②地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力

加速度都接近9.8m/s2，一般计算中g取9.8m/s2或10m/s2.

二、自由落体运动的规律

1．自由落体运动的基本公式

特例

匀变速直线运动规律――→自由落体运动规律

v＝v0＋atv＝gt

＝

―v―0→0

12＝12

x＝v0t＋atagh＝gt

22

2．匀变速直线运动的一切推论公式，如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运

动的比例式，都适用于自由落体运动．

【题型归纳】

题型一：自由落体运动的理解

1．（24-25高一上·全国）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就是自由落体运动

B．从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动

C．雨滴下落的过程是自由落体运动

D．从水龙头上滴落的水滴下落的过程可近似看作自由落体运动

2．（23-24高一上·广东茂名·期末）踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”。近年来，踢毽子

成为全民健身活动之一。毽子由羽毛和胶垫组成，在下落时总是胶垫在下，羽毛在上，如图所示，对此分析正确的

是：（）

A．毽子的自由下落是自由落体运动

B．因为空气阻力的存在，所以总是胶垫在下，羽毛在上

C．胶垫重，所以总是胶垫在下，羽毛在上

D．如果没有空气阻力，也总是出现胶垫在下，羽毛在上的现象

3．（23-24高一上·广东东莞·阶段练习）关于自由落体运动，下列说法正确的是（）

A．物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动

B．初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动就是自由落体运动

C．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动

D．伽利略用实验直接证明了自由落体运动是匀变速直线运动

题型二：自由落体运动的三个基本公式

4．（23-24高一上·四川宜宾·期中）质量为m的物体从高为3h处自由下落，开始的h用时为t，则（）

A．物体落地时的速度为6gtB．物体落地时的速度为3gt

C．物体落地所用的时间为3tD．物体落地所用的时间为3t

5．（23-24高一下·四川成都）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g9.8m/s2B．小球第5s内的平均速度大小为3.6m/s

C．小球第5s末的速度大小为10m/sD．小球第2s内的位移大小为6m

6．（23-24高一上·陕西渭南·期末）高一学生研学时在西安海洋馆里观看海狮抛球表演，某同学用手机记录了球从最

高点竖直落到水面的时间为0.8s，忽略空气阻力，g取10m/s2。关于小球下落过程下列说法正确的是（）

A．小球下落高度为6.4mB．小球每秒钟速度变化量为8m/s

C．小球落水速度为8m/sD．前0.4s与后0.4s位移之比为1:4

题型三、自由落体运动研究求频闪照片问题

7．（23-24高一上·山东潍坊·期末）某同学利用手机频闪拍摄法测小球的速度和加速度。让小球从靠近竖直砖墙的某

位置由静止释放，用频闪拍摄法得到连续的小球位置如图中1、2、3、4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为T，

每块砖的厚度为d，由此可估算小球（）

4d4d

A．下落的加速度大小为B．经过位置3时的速度大小为

T2T

4d9d

C．经过位置4时的速度大小为D．小球的释放位置在位置1上方处

T8

8．（23-24高一上·重庆永川·期中）如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝

光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖

的厚度为d。根据图中的信息，下列判断错误的是（）

A．位置“1”是小球释放的初始位置B．小球做匀加速直线运动

d7d

C．小球下落的加速度为D．小球在位置“3”的速度为

T22T

9．（23-24高一上·江苏·期中）“频闪摄影”是研究物体运动常用的实验手段。图为用频闪周期为T的相机拍摄的一张

苹果自由下落的局部频闪照片。则（）

A．C点可能是AD的中点

xx

B．苹果下落到B点时的速度大小为v12

BT

xx

C．可测得当地的重力加速度为g31

T2

D．位移大小一定满足关系x1:x2:x31:3:5

题型四：自由落体的平均速度

10．（23-24高一上·山东泰安·期中）一物体做自由落体运动，落地前最后一秒的位移为45m，g取10m/s2，以下说

法正确的是（）

A．物体下落的时间为5秒B．物体的落地速度为45m/s

C．物体整个下落过程中的平均速度为15m/sD．物体开始下落的位置离地高度为100m

11．（23-24高一上·山东日照·阶段练习）无人机广泛应用于生产生活的各个领域。某架无人机执行任务时，悬停在

距离地面80m的高空，并由静止释放物资。不计空气阻力，g取10m/s²，下列判断正确的是（）

A．物资在空中的运动时间为8sB．物资下落第3s内的平均速度为15m/s

C．物资下落40m时的速度大小为20m/sD．物资落地前最后1s内下落的高度为35m

12．（23-24高一上·湖北恩施·期末）根据《中华人民共和国民法典》第一千二百五十四条规定：禁止从建筑物中抛

掷物品.从建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害的，由侵权人依法承担侵权责任。所以我们课

间不要打闹，不要在楼道内拍球。现在假设篮球从高楼层自由下落，其落地速度为20m/s，取重力加速度大小

g10m/s2，忽略空气阻力，则下列关于篮球的描述正确的是（）

A．下落的时间为3sB．下落时距地面的高度为25m

C．下落过程中的平均速度大小为5m/sD．最后1s的位移为15m

题型五：自由落体重要的推论公式

13．（22-23高一上·广东深圳·期末）某物体做自由落体运动，g取10m/s2，则（）

A．第2s内的平均速度为10m/s

B．第3s内的位移为45m

C．后一秒内的位移总比前一秒内的位移多10m

D．后一秒内的平均速度总比前一秒内的平均速度大5m/s

14．（22-23高一上·江西上饶·期中）假设未来的某一天，航天员在火星上距地面18m高处由静止释放一重物，测得

重物经过3s落到火星表面，则下列说法正确的是（）

A．重物落地时的速度大小为8m/sB．火星表面的重力加速度大小为4m/s2

C．重物下落过程中，任意相邻1s内的位移之差为2mD．重物落地前的1s内位移大小为8m

15．（20-21高一上·浙江衢州·阶段练习）小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪照相机拍摄的小球位置

如图中1、2、3和4所示。已知每块砖的厚度是6cm，照相机的曝光时间是0.08s，由此可知小球（）

A．经过位置2时的瞬时速度大小为0.8m/s

B．经过位置4时的瞬时速度大小约为3.375m/s

C．下落过程中的加速度大小为9.8m/s2

D．从位置1到4过程中的平均速度大小约为1.6875m/s

题型六：竖直上抛运动

16．（23-24高一上·上海闵行·期末）男子跳高世界记录为2.45米，如图为背越式跳高分解动作示意图。身高1.90

米的运动员希望接近这一成绩，他起跳时的竖直速度至少为（）

A．3.5m/sB．4.5m/sC．5.5m/sD．7m/s

17．（23-24高一上·上海黄浦·期末）在某高处竖直上抛的物体，5s内通过的路程是65m，若不计空气阻力，物体上

抛的初速度可能是（）

A．60m/sB．50m/sC．40m/sD．30m/s

18．（23-24高一上·贵州毕节·期末）t0时，将一小球从地面以某一初速度竖直向上抛出，t6s时落回地面。不

计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）

A．t4s时小球处于上升过程中

B．小球上升的最大高度为90m

C．小球抛出时的初速度为60m/s

D．t5s时小球离地面的高度为25m

题型七：竖直上抛运动和自由落体的相遇问题

19．（23-24高一上·山东威海·期末）小球a从距地面高5m的位置由静止释放，同时在a正下方另一小球b从地面

以10m/s的初速度竖直向上抛出，重力加速度取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A．b下降的过程中与a相碰B．两小球经历0.6s相碰

C．两小球相碰时速度大小相等D．两小球相碰时距地面高度为4m

4

20．（23-24高一上·湖南湘西·期末）小球a从距离地面H＝1.25m处静止释放，落地后反弹速度为落地时速度的，

5

释放小球a后，再过一段时间从同一位置静止释放小球b，小球b下落过程中与小球a第一次反弹后相遇时，小球

a的速度恰好为0。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则先后释放两小球的时间间隔为（）

A．0.3sB．0.4sC．0.5sD．0.6s

21．（23-24高一上·江西·期中）长度为1m的空管登直放在水平地面上，在空管正上方有一小球（可视为质点），如

图所示。将空管以20m/s的速度竖直向上抛出，同时由静止释放小球。小球刚进入空管时，与空管的速率相等，g

取10m/s2。则（）

A．小球释放点到地面的高度是20mB．小球穿过空管的时间是0.01s

C．小球释放点到地面的高度是19mD．小球穿过空管的时间是0.05s

题型八：自由落体运动的探究实验

22．（23-24高一下·四川成都·期末）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动的加速度，实验中需要调整好仪器，

接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的点：

(1)取下纸带，取其中的一段并每隔一个计时点标出计数点，如图所示，测出相邻计数点间的距离分别x12.30cm，

x24.34cm，x35.69cm，x47.22cm，x58.75cm，x610.29cm，已知打点计时器打点的时间间隔T0.02s，

则重锤运动的加速度计算表达式为a＝，代入数据，可得加速度a＝m/s2（计算结

果保留三位有效数字）。

(2)若计时器实际频率为49Hz，则加速度计算结果（偏大、偏小或准确）

23．（23-24高一下·甘肃兰州）某物理兴趣小组用如图所示装置探究自由落体运动的规律。

(1)下面是该小组实验时的操作步骤，正确的顺序为

A将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上；

B．安放纸带

C．松开纸带让重锤带着纸带下落

D．接通电源

(2)该小组按上述步骤打出一条纸带，他们在纸带上取连续的7个点进行研究，并用刻度尺测出相邻两点之间的距离，

x10.58cm，x20.96cm，x31.35cm，x41.74cm，x52.11cm，x62.50cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz。

①根据实验数据计算，该重锤自由下落的加速度是m/s2。（保留3位有效数字）

②已知当地的重力加速度为9.80m/s2，请列出测量值与当地重力加速度值有差异的一个原因。

24．（23-24高一上·江苏无锡·阶段练习）某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m50g的

重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图甲所示。

(1)以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：

①实验操作：器材安装完毕，，再释放纸带，让重锤自由落下，待纸带全部通过打点计时器后，关闭电

源．

②取下纸带，取其中一段清晰的点，每隔一个点标出计数点如图乙所示，测出相邻计数点间的距离分别为

x14.14cm,x25.69cm,x37.22cm,x48.75cm，已知实验所用交流电的频率为50Hz，打点计时器的打点间隔T

s，则重锤运动的加速度的代数表达式为a（含x1~x4和T的代数表达式），代入数据，得加速度g

m/s2（结果保留3位有效数字）。

③打点计时器打下C点时纸带的速度vCm/s（结果保留3位有效数字）。

(2)如果实验时交变电压频率稍有波动，从50Hz变成51Hz，而做实验的同学并不知道，仍按50Hz进行数据处理，

那么③中算得的vc与实际值相比。（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）

题型九：自由落体运动的综合

25．（23-24高一上·内蒙古呼和浩特·期中）从离地面720m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g10m/s2。

（1）小球经过多长时间落到地面。

（2）自小球开始下落开始计时，求小球在最初2s内及最后2s内的位移大小。

（3）小球下落全程的平均速度。

26．（23-24高一上·四川德阳·期末）跳伞运动员做低空表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当距离地面128m

时打开降落伞，伞张开后运动员就以14m/s2的加速度做匀减速直线运动，到达地面时速度为4m/s，g取10m/s2。

求：

（1）运动员离开飞机时距地面的高度为多少；

（2）离开飞机后，经过多长时间运动员才能到达地面。

27．（23-24高一下·浙江·期中）跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当下降125m时打

开降落伞，伞张开后运动员就以12.5m/s2的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为5m/s（g10m/s2）。求：

（1）运动员打开降落伞时的速度是多大？

（2）运动员离开飞机后，经过多少时间才能到达地面？

【高分演练】

一、单选题

28．（23-24高一上·浙江·期末）如图所示，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，月球表面为真空环境，则（）

A．羽毛用时较长B．铁锤用时较长

C．落地时羽毛的速度较小D．落地时铁锤和羽毛速度相同

29．（23-24高一上·浙江杭州·期中）校运会上，小民参加了跨越式跳高比赛，身高1.8米的他跳出了2米的好成绩。

由此估算他的竖直起跳初速度最接近（）

A．1m/sB．2m/sC．5m/sD．6m/s

30．（23-24高一下·湖南株洲·开学考试）一物体做自由落体运动，落地时的速度为30m/s，取g10m/s2，则它下落

的时间和高度分别为（）

A．3s、4.5mB．3s、45mC．30s、4.5mD．30s、45m

31．（23-24高一上·浙江杭州·期中）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．64m/sB．76m/sC．6.3m/sD．44m/s

32．（23-24高一上·河南驻马店·期末）跳水运动员训练时从10m跳台双脚朝下自由落下，某同学利用手机的连拍功

能，连续拍摄了多张照片，从其中两张连续的照片中可知，运动员双脚距离水面的实际高度分别为5.0m和4.0m。

由此估算手机连拍时间间隔最接近（）

A．0.1sB．0.2sC．0.01sD．0.02s

33．（23-24高一上·云南德宏·期末）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（g为10m/s2）（）

2222

A．x1:x2:x3:x41:3:5:7B．v1:v2:v3:v41:2:3:4

C．图中v3的大小为6m/sD．图中x3的位移大小为1m

34．（23-24高一上·河南驻马店·期末）以一定的初速度竖直上抛的物体，从抛出至回到出发点的时间为t。现于物体

3

上升的最大高度的处设置一块挡板，物体撞击挡板后以原速率弹回（撞击所需时间不计，空气阻力不计，重力加

4

速大小g取10m/s2），则此时物体从抛出至回到出发点的时间为（）

A．0.2tB．0.3tC．0.4tD．0.5t

35．（23-24高一上·山西长治·期末）一座足够高的楼房如图所示，现在其楼顶边缘的外侧O点竖直向上以10m/s的

初速度抛出一个小钢球（可视为质点），点P1和P2为抛出点正下方楼房外墙上两点，且P1OP1P235。已知小钢球

2

从P1下落到P2所需时间为1s，不计空气阻力，重力加速度g10m/s。则点P1和P2间的距离为（）

A．25mB．20mC．15mD．12m

36．（23-24高一上·江苏无锡·期中）有一架照相机，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。为估测这架照相机的曝光时间，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2.34m的高度

下落，每块砖的平均厚度为6cm（砖之间的缝隙间距可忽略），则（）

A．石子径迹表示的长度约Δx=0.06m

B．石子在径迹中点的速度约为v=6m/s

C．这架相机的曝光时间约为Δt=0.01s

D．若该石子从3m处落下，该相机拍摄的石子下落到相同位置的径迹更短

二、多选题

37．（23-24高一上·湖北·期末）在足够高的空中某点竖直上抛一物体，抛出后第4s内物体的位移大小为3m，设物

体抛出时的速度方向为正方向，忽略空气阻力的影响，g10m/s2。则关于物体的运动，下列说法正确的是（）

A．物体的上升时间可能是3.7s

B．3s末的瞬时速度可能是2m/s

C．第4s内的平均速度一定是3m/s

D．10s内位移大小可能为180m

38．（23-24高一下·广东江门·阶段练习）如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上

多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，

每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是（）

A．位置“1”是小球释放的初始位置B．小球是做匀加速直线运动

d7d

C．小球下落的加速度为D．小球在位置“3”的速度为

T22T

39．（23-24高一上·山东菏泽·期末）真空中羽毛和钢球从同一高度同时自由下落，如图是用频闪相机得到的它们下

落过程中的一张局部照片。已知频闪相机闪光的时间间隔为T，由照片提供的信息，下列说法正确的是（）

A．一定满足关系x1:x2:x31:3:5B．一定满足关系x3x2x2x1

xxxx

C．拍照当地的重力加速度g31D．羽毛下落到位置C时的速度大小为23

T22T

40．（23-24高一上·贵州安顺·期末）一科研气球携带设备以10m/s的速度匀速上升到离地20m时，设备上的一个

小配件脱离气球，忽略配件受到的空气阻力，重力加速度。g10m/s2，则配件离开气球后（）

A．做自由落体运动

B．做竖直上抛运动

C．上升离地的最大高度是45m

D．上升离地的最大高度是25m

41．（23-24高一上·河南郑州·期末）如图所示，一氦气球下方系有一物体从地面由静止释放，以加速度a1.25m/s2

2

匀加速上升，t08s时绳子突然断裂，绳子断裂后物体运动过程中不计空气阻力，重力加速度g取10m/s。下列说

法正确的有（）

A．物体从绳子断裂后到落地过程中做匀变速直线运动

B．物体运动过程中距离地面最大高度为40m

C．t18.5s和t29.5s时，物体距离地面的高度相同

D．物体从随气球开始运动到落地共用时10s

三、实验题

42．（23-24高一上·重庆·期末）研究小组用如图甲所示的装置来研究自由落体运动。图乙是实验中利用电磁打点计

时器记录自由落体运动的轨迹时得到的一条纸带，图乙中的点是从放手开始打下的连续的点，其中相邻两点之间的

距离为s19.6mm、s213.4mm、s317.3mm、s421.1mm，电源频率为f50Hz。

（1）下列说法正确的是。

A．实验中使用秒表测量时间

B．电磁打点计时器的工作电压是220V

C．求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重物受到阻力

D．实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源

2

（2）根据纸带上的数据，D点的速度vDm/s，重物的加速度大小为m/s。（计算结果均

保留两位有效数字）

43．（23-24高一上·河北石家庄·期中）实验课同学们利用如图甲所示的装置测量重物做自由落体加速度

(1)注意事项如下：

a.电磁打点计时器应接_V交流电源；

b.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上；

c.开始时应