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課時5　自由落體運動
1.自由落體運動
（1）定義：物體只在　　　　作用下從　　　　開始下落的運動.
（2）運動性質：初速度為　　　　的　　　　運動.
（3）物體的下落可看成自由落體運動的條件：空氣阻力的作用　　　　，可以　　　　.
2.自由落體加速度
（1）定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都　　　　，這個加速度叫作自由落體加速度，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　　　　（選填“不同”或“相同”）的，g值隨緯度的增大而逐漸　　　　.
②一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝　　　　.
1.在空氣中自由釋放的物體都做自由落體運動.（　　）
2.物體只在重力作用下的運動是自由落體運動.（　　）
3.伽利略通過實驗的觀察與計算，直接得到自由落體運動的規律.（　　）
4.g值在赤道處大于在北極處.（　　）
1.自由落體運動與自由落體加速度
自由落體運動實質上是初速度v0＝0、加速度a＝g的勻加速直線運動，是勻變速直線運動的一個特例.自由落體是一種理想化模型.
【例1】（2024屆沛縣合格性考試模擬）把金屬片和小羽毛放到長玻璃管里，把玻璃管倒立過來，觀察它們下落的情況.然后把玻璃管里的空氣抽出，把玻璃管倒立過來，再次觀察，下列說法正確的是（　　）
A.玻璃管充滿空氣時，金屬片和小羽毛下落一樣快
B.玻璃管充滿空氣時，金屬片和小羽毛均做自由落體運動
C.玻璃管抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落一樣快
D.玻璃管抽出空氣后，金屬片比小羽毛下落慢
【例2】（2024屆江蘇合格性考試模擬）一攀巖者以1 m/s的速度勻速向上攀登，途中碰落了巖壁上的石塊，石塊自由下落，則下列圖像對石塊的運動描述正確的是（　　）
A　　B　　C　　D
【例3】（2024屆徐州合格性考試模擬）高空拋物危害很大.若一只雞蛋從高樓上自由落下，約經過4 s落到地面，不計空氣阻力，雞蛋落地時的速度約為（　　）
A.20 m/s　　B.30 m/s　　C.40 m/s　　D.50 m/s
2.伽利略遇到的困難和解決方案
沒有準確的計時工具，解決方案：“沖淡重力”的斜面實驗；合理外推：當斜面的傾角為90°時，小球的運動就是自由落體運動了.
【例4】（2024屆連云港合格性考試模擬）伽利略對“運動和力的關系”和“自由落體運動”的研究，開創了科學實驗和邏輯推理相結合的重要科學研究方法.圖甲、乙分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是（　　）
A.圖甲的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出力是改變物體運動的原因
B.圖甲中的實驗可以在實驗室中真實呈現
C.圖乙通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動
D.圖乙中先在傾角較小的斜面上進行實驗，可“沖淡”重力，使時間測量更容易
1.（2024屆江蘇合格性考試模擬）在物理學的發展歷程中，把實驗和邏輯推理結合起來研究自由落體運動，從而否定亞里士多德錯誤論斷的科學家是（　　）
A.牛頓　　B.伽利略　　C.愛因斯坦　　D.開普勒
2.（2024屆合格性考試模擬）在真空中，將羽毛和蘋果同時從同一高度由靜止釋放，并拍下如圖所示的頻閃照片，則羽毛和蘋果在做（　　）
A.勻速直線運動
B.自由落體運動
C.先加速后減速的變速運動
D.先減速后加速的變速運動
3.（2024屆江蘇合格性考試模擬）伽利略對自由落體運動的研究，體現了科學實驗和邏輯思維的完美結合.他將落體實驗轉化為斜面實驗的示意圖如圖所示，利用斜面實驗主要是為了便于測量小球運動的（　　）
A.速度　　B.位移　　C.時間　　D.加速度
4.（2024屆江蘇合格性考試模擬）甲物體重力是乙物體重力的3倍，它們從同一高度處同時自由下落，不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A.甲比乙先著地　　B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同時著地　　D.無法確定誰先著地
5.（2023屆前黃合格性考試模擬）小球由靜止開始自由下落，不計空氣阻力，落地速度為30 m/s，g取10 m/s2，則（　　）
A.下落的高度是30 m　　B.下落的高度是90 m
C.下落的時間是3 s　　D.下落的時間是6 s
6.（2024屆南京合格性考試模擬）同學們利用如圖所示方法估測反應時間.甲同學捏住直尺上端，使直尺保持豎直狀態，乙同學的手指對齊直尺的零刻度線.當乙看見甲放開直尺時，立即用手指捏住直尺，若捏住位置刻度讀數為x，重力加速度為g，則乙同學的反應時間為　　　　.
課時5　自由落體運動
【一過考點】
1.（1）重力　靜止　（2）0　勻加速直線　（3）比較小　忽略
2.（1）相同　重力加速度　（2）豎直向下　（3）不同　增大　10 m/s2
【二過易錯】
1.×　2.×　3.×　4.×
【三過典題】
【例1】C　【解析】有空氣時，金屬片下落快.無空氣時，金屬片和小羽毛下落情況一樣，C正確.
【例2】C　【解析】根據題意可知，石塊自由下落，做的是自由落體運動，速度由零開始均勻增大，v－t圖像為過原點的傾斜直線，C正確.
【例3】C　【解析】根據自由落體運動的速度與時間的公式v＝gt，可得雞蛋經過4 s落地時的速度約為40 m/s，C正確.
【例4】D　【解析】分析圖甲可知，伽利略用抽象思維、數學推導和科學實驗相結合的方法得到物體的運動不需要力來維持，由于不存在沒有阻力的斜面，因此無法在實驗室中真實呈現，A、B錯誤；分析圖乙可知，伽利略設想物體下落的速度與時間成正比，因為當時無法測量物體的瞬時速度，所以伽利略通過數學推導證明：如果速度與時間成正比，那么位移與時間的二次方成正比；由于當時用滴水法計算，無法記錄自由落體運動的較短時間，伽利略設計了讓小球沿阻力很小的斜面滾下，來沖淡重力，而小球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，所用時間長得多，所以容易測量.伽利略做了上百次實驗，并通過抽象思維在實驗結果上做了合理外推，得到了自由落體運動的規律，因此并不是通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動，C錯誤，D正確.
【四過集訓】
1.B　2.B　3.C　4.C　5.C　
6.　【解析】依題意，在乙同學的反應時間內刻度尺做自由落體運動，下落的高度為x，根據自由落體運動公式，有x＝gt2，解得t＝.

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