2.4自由落体运动(解析版)-2025年高一物理同步培优讲练(人教版必修第一册).pdf
2.4自由落体运动
1.通过实验深究自由落体运动,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。
一、关于物体运动的快慢的两种学说
1、亚里士多德:物体下落快慢和物体的轻重有关:轻的物体下落慢,重的物体下落快
2、伽利略:伽利略的逻辑推理否定了亚里士多德的观点。
二、自由落体运动与自由落体加速度
1.自由落体运动
(1)自由落体运动实质上是初速度v=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
0
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.实际上,物体下落时由于受空气阻力的作用,并不做自由落
体运动.
(3)运动图象:自由落体运动的v-t图象(如图)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
2
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于9.8m/s,因此一般计
22
算中g取9.8m/s或10m/s.
三、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=v+atv=gt
0
v=0
101
x=vt+at2――→h=gt2
0
2a=g2
222
v-v0=2axv=2gh
2.匀变速直线运动的一切推论公式,如平均速度公式、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
1
题型伽利略对自由落体运动的研究
[例题1](2023秋•玉溪期末)亚里士多德和伽利略均对自由落体运动进行了研究,下列说法与研
究事实不相符的是()
A.亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快
B.伽利略采用斜面进行实验,“冲淡”了重力的作用,便于测量时间
C.伽利略把实验和逻辑推理结合起来,发展了科学思维方式和研究方法
D.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
【解答】解:A.亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快,故A正确;
B.伽利略采用斜面进行实验,“冲淡”了重力的作用,便于测量时间,故B正确;
C.伽利略把实验和逻辑推理结合起来,发展了科学思维方式和研究方法,故C正确;
D.伽利略是通过研究小球在斜面上的运动并通过合理外推得到自由落体运动规律的,并没有直
接用实验证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,故D错误。
本题选择与研究事实不相符的,故选:D。
轻重物体下落快慢问题,亚里士多德认为重的物体快,伽利略认为一样快;
伽利略采用斜面进行实验,“冲淡”了重力的作用,时间变长,方便测量,并通过斜面规律合理
外推得到自由落体运动规律。
[变式1](2023秋•成都期末)如下为伽利略对落体运动规律探究的实验步骤,步骤排序正确的选
项是()
①实验验证:转换变通研究小球从斜槽上静止滚下的位移—时间关系
②猜想假设:速度与时间成正比
③合理外推:当斜面倾角逐渐加大直到90°,小球的运动仍应当满足x∝t2
④数学推理:构造几何图形推理得出x∝t2
A.②③④①B.②④①③C.①④③②D.②①④③
【解答】解:伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点,但在伽利略时代无法
直接测出物体运动的速