课时5　自由落体运动 复习学案（含答案）2024年江苏省普通高中学业水平合格性物理考试

课时5　自由落体运动
1.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）运动性质：初速度为　　　　的　　　　运动.
（3）物体的下落可看成自由落体运动的条件：空气阻力的作用　　　　，可以　　　　.
2.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　　　　，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作　　　　，通常用g表示.
（2）方向：　　　　.
（3）大小：
①在地球上不同的地方，g的大小一般是　　　　（选填“不同”或“相同”）的，g值随纬度的增大而逐渐　　　　.
②一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝　　　　.
1.在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.（　　）
2.物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.（　　）
3.伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律.（　　）
4.g值在赤道处大于在北极处.（　　）
1.自由落体运动与自由落体加速度
自由落体运动实质上是初速度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.自由落体是一种理想化模型.
【例1】（2024届沛县合格性考试模拟）把金属片和小羽毛放到长玻璃管里，把玻璃管倒立过来，观察它们下落的情况.然后把玻璃管里的空气抽出，把玻璃管倒立过来，再次观察，下列说法正确的是（　　）
A.玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快
B.玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动
C.玻璃管抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快
D.玻璃管抽出空气后，金属片比小羽毛下落慢
【例2】（2024届江苏合格性考试模拟）一攀岩者以1 m/s的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落，则下列图像对石块的运动描述正确的是（　　）
A　　B　　C　　D
【例3】（2024届徐州合格性考试模拟）高空抛物危害很大.若一只鸡蛋从高楼上自由落下，约经过4 s落到地面，不计空气阻力，鸡蛋落地时的速度约为（　　）
A.20 m/s　　B.30 m/s　　C.40 m/s　　D.50 m/s
2.伽利略遇到的困难和解决方案
没有准确的计时工具，解决方案：“冲淡重力”的斜面实验；合理外推：当斜面的倾角为90°时，小球的运动就是自由落体运动了.
【例4】（2024届连云港合格性考试模拟）伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图甲、乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（　　）
A.图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是改变物体运动的原因
B.图甲中的实验可以在实验室中真实呈现
C.图乙通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
D.图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
1.（2024届江苏合格性考试模拟）在物理学的发展历程中，把实验和逻辑推理结合起来研究自由落体运动，从而否定亚里士多德错误论断的科学家是（　　）
A.牛顿　　B.伽利略　　C.爱因斯坦　　D.开普勒
2.（2024届合格性考试模拟）在真空中，将羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放，并拍下如图所示的频闪照片，则羽毛和苹果在做（　　）
A.匀速直线运动
B.自由落体运动
C.先加速后减速的变速运动
D.先减速后加速的变速运动
3.（2024届江苏合格性考试模拟）伽利略对自由落体运动的研究，体现了科学实验和逻辑思维的完美结合.他将落体实验转化为斜面实验的示意图如图所示，利用斜面实验主要是为了便于测量小球运动的（　　）
A.速度　　B.位移　　C.时间　　D.加速度
4.（2024届江苏合格性考试模拟）甲物体重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A.甲比乙先着地　　B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同时着地　　D.无法确定谁先着地
5.（2023届前黄合格性考试模拟）小球由静止开始自由下落，不计空气阻力，落地速度为30 m/s，g取10 m/s2，则（　　）
A.下落的高度是30 m　　B.下落的高度是90 m
C.下落的时间是3 s　　D.下落的时间是6 s
6.（2024届南京合格性考试模拟）同学们利用如图所示方法估测反应时间.甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，乙同学的手指对齐直尺的零刻度线.当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，若捏住位置刻度读数为x，重力加速度为g，则乙同学的反应时间为　　　　.
课时5　自由落体运动
【一过考点】
1.（1）重力　静止　（2）0　匀加速直线　（3）比较小　忽略
2.（1）相同　重力加速度　（2）竖直向下　（3）不同　增大　10 m/s2
【二过易错】
1.×　2.×　3.×　4.×
【三过典题】
【例1】C　【解析】有空气时，金属片下落快.无空气时，金属片和小羽毛下落情况一样，C正确.
【例2】C　【解析】根据题意可知，石块自由下落，做的是自由落体运动，速度由零开始均匀增大，v－t图像为过原点的倾斜直线，C正确.
【例3】C　【解析】根据自由落体运动的速度与时间的公式v＝gt，可得鸡蛋经过4 s落地时的速度约为40 m/s，C正确.
【例4】D　【解析】分析图甲可知，伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，由于不存在没有阻力的斜面，因此无法在实验室中真实呈现，A、B错误；分析图乙可知，伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明：如果速度与时间成正比，那么位移与时间的二次方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体运动的较短时间，伽利略设计了让小球沿阻力很小的斜面滚下，来冲淡重力，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量.伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，得到了自由落体运动的规律，因此并不是通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动，C错误，D正确.
【四过集训】
1.B　2.B　3.C　4.C　5.C　
6.　【解析】依题意，在乙同学的反应时间内刻度尺做自由落体运动，下落的高度为x，根据自由落体运动公式，有x＝gt2，解得t＝.