【2021新版】人教版物理必修一 2.4.1.自由落体运动（学生版+教师版）

中小学教育资源及组卷应用平台 自由落体运动 一、知识引入 物体下落的运动司空见惯，例如石块和羽毛在空气中下落 ① 石块下落的快，羽毛下落的慢 ② 亚里士多德便认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，即重的物体下落得快 ③ 若在真空环境中，从同一高度同时释放石块和羽毛，两物体同时落地 ④ 结论，物体下落的快慢与物体的质量无关 二、自由落体运动 1.自由落体运动的条件 ① 从静止释放，物体的初速度为0 ② 只受重力 2.理解： ① 运动的性质为初速度为0，加速度为的匀加速直线运动 ② 为重力加速度，与物体所处的位置有关，通常取 ③ 匀变速直线运动的规律均适用于自由落体运动 3.自由落体运动的三个基本公式 ① 速度与时间的关系 ② 下落高度与时间的关系 ③ 落地瞬间速度与下落高度的关系 4.竖直上抛运动的规律 物体以初速度竖直上抛，上升至最高点的速度减为，可视为自由落体运动的逆过程 竖直上抛运动和自由落体运动具有对称性 上升、下落的时间 运动总时间 上升的最大高度 5.关于自由落体运动的图像 【例12】甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高H、2H处同时自由落下(H足够大，且忽略其对g值的影响)，下列说法正确的是（　　） A．同一时刻甲的速度比乙大 B．下落1 m时，甲、乙的速度相同 C．下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍 D．在自由下落的全过程，两球平均速度大小相等 【答案】B 【解析】 因为甲、乙两球同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，任意时刻的速度为v＝gt，所以两球下落过程中，在同一时刻速度相等，故A、C错误；根据公式v2＝2gh，下落1 m时，甲、乙的速度相同，故B正确；二者高度不同，由t＝可知下落时间不等，由＝知平均速度不同，故D错误。 【训练33】（多选）关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　） A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 B．仅在重力作用下的运动叫自由落体运动 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．当空气阻力的作用较小，可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动 【答案】CD 【解析】自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，它的初速度为零．若空气阻力比较小，可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落可视为自由落体运动．故正确答案为CD． 【训练34】（多选）关于重力加速度g，下列说法正确的是（　　） A．重的物体g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 【答案】BD 【解析】 重力加速度g与物体质量无关，故A错误；在同一地点，轻、重物体的重力加速度g相同，故B正确；重力加速度随着纬度的升高而增大，g值在赤道处小于北极处，故C错误，D正确。 【训练35】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，下列判断不正确的是（　　） 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 C．小球下落的加速度为 D．小球在位置“3”的速度为 【答案】A 【解析】 由题图可以知道每两个相邻的点之间的距离差是一样的，由Δx＝aT2可知，a＝＝，所以B、C正确；点3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小，所以v3＝＝，D正确；由于v3＝v1＋a·2T，故v1＝v3－2aT＝－2××T＝，故A错误． 【训练36】2018年11月27日凌晨4时许，洞察号探测器成功登陆火星，假设未来的某一天，宇航员在火星上距地面18 m高处由静止释放一重物，测得重物经过3 s落到火星表面，则下列说法正确的是（　　） A．火星表面的重力加速度大小为4 m/s2 B．重物落地时 ... ...