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(共28张PPT)
第四节 自由落体运动
第二章 匀变速直线运动
能够运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题。
能够通过实验探究自由落体的运动性质，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
能够通过实验知道物体做自由落体运动的条件。
难点
重点
02
03
01
跳伞运动
游乐场设施
雨滴下落
树叶飘落
物体下落的运动有没有一定的规律可循呢？
01
自由落体运动
重物比轻物下落得快
伽利略
老亚，你错了
自由落体是一种
最简单的变速运动
亚里士多德的观点和伽利略的研究
v12＞8
v1=8
v2=4
4结论与假设
出现了矛盾！
重物被轻物拖累
重物轻物
绑一起更重
亚里士多德
学生实验1：两张一样的纸，将其中一张搓成团，另一张铺平，从同一高度同时由静止开始释放
结论：相同质量的物体下落快慢与形状有关
实验结果：搓成团的纸先落地，铺平的纸后落地
实验2：一张大纸和一张小纸，将小纸搓成团，大纸铺平，从同一高度同时由静止开始释放
结论：轻的物体可以先落地，物体下落的快慢与质量无关
实验结果：搓成团的小纸先落地，大纸后落地
从上面的实验结果可以初步看出，物体下落快慢与物体的轻重无关。
猜想：与什么因素有关？
实验3：将牛顿管抽成真空，比较铁球和羽毛下落的快慢
实验结果表明：没有空气阻力时，轻重不同的物体只受重
力作用，下落的快慢相同。
1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
自由落体运动
3.说明：空气阻力可以忽略时，物体从静止开始下落的运动也可以
近似看成自由落体运动
2.特点：
(1)只受重力作用
(2)初速度为0
×
×
√
×
(1)从静止开始下落的物体的运动都可以看成自由落体运动。(　　)
(2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。(　　)
(3)苹果从树上落下来，苹果的运动可以近似看成自由落体运动。
(　　)
(4)雪花从空中下落，雪花的运动可以看成自由落体运动。(　　)
02
自由落体运动的规律
自由落体运动是什么性质的运动呢？
猜想：初速度为零的匀加速直线运动
如何验证猜想？
速度特点：
位移特点：
匀加速直线运动
在相等时间内的速度变化量相等
任意两个连续相等的时间内
的位移之差相等
—— 打点计时器、频闪照相机……
如图所示是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息思考下列问题。
(1)任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差是否相同？
是否验证了自由落体运动是匀加速直线运动的猜想？
自由落体的频闪照片(两次曝光的时间间隔为)
自由落体的频闪照片(两次曝光的时间间隔为)
答案　由照片数据可得
s1=(2.2-0.5) cm=1.7 cm，
s2=(4.9-2.2) cm=2.7 cm，
s3=(8.7-4.9) cm=3.8 cm，
s4=(13.6-8.7) cm=4.9 cm，
s5=(19.6-13.6) cm=6.0 cm，
s6=(26.7-19.6) cm=7.1 cm，
则误差允许的范围内s2-s1=s3-s2=s4-s3=s5-s4=s6-s5=1.1 cm
故验证了自由落体运动是匀加速直线运动
如图所示是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息思考下列问题。
(2)如果猜想正确，小球做自由落体运动的加速度是多少？
自由落体的频闪照片(两次曝光的时间间隔为)
答案　频闪周期T= s，由Δs=aT2得，
a== m/s2=9.9 m/s2。
自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动。
1.自由落体运动的性质
2.自由落体加速度
①在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。
②大小：地球表面不同地方g大小一般不同，
g值随纬度的增大而逐渐增大；
g值随着高度的增加而逐渐减小。
一般取值：g=9.8 m/s2
粗略计算：g=10m/s2
③方向：竖直向下
规律名称 匀变速直线运动 → 自由落体运动
速度公式 v=v0+at
位移公式 x=v0t+at2
速度与位移的关系式 v2-=2ax
平均速度求位移公式 x=t
v=gt
h=gt2
v2=2gh
h=t
v0=0
a=g
x=h
3.自由落体运动的公式
1. (2025·肇庆市高一期末)高空抛物会造成严重的安全隐患，刑法修正案(十一)新设高空抛物罪，“高空抛物”正式入刑。若一小玻璃球从高度H=45 m处的楼层由静止滑落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)小玻璃球经过多长时间落到地面；
(2)落地时小玻璃球的速度大小；
(3)下落过程中，小玻璃球在最后2 s内的位移大小。
答案　 (1) 3 s　 (2) 30 m/s　 (3) 40 m
(1)小玻璃球做自由落体运动，由位移公式H=gt2
解得t=3 s
(2)由速度公式v=gt
解得v=30 m/s
(3)前1 s小玻璃球下落的位移大小为h1=g
解得h1=5 m
最后2 s内的位移大小为h2=H-h1
解得h2=40 m。
2.(2025·广东省名校联盟高一期中)鲣鸟为了捕食小鱼，有时会像箭一样竖直向下扎入水中。某次捕食时鲣鸟从离水面高为45 m处自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是
A.鲣鸟在空中运动的时间为4.5 s
B.鲣鸟落至水面时的速度大小为40 m/s
C.鲣鸟在空中运动的平均速度大小为30 m/s
D.鲣鸟落至水面前1 s内运动的距离为25 m
√
根据自由落体运动公式s=gt2，可得鲣鸟在空中运动的时间为
t== s=3 s
则鲣鸟落至水面时的速度大小为v=gt=30 m/s
鲣鸟在空中运动的平均速度大小为==15 m/s
故A、B、C错误；
根据逆向思维可得鲣鸟落至水面前1 s内运动的距离为
Δs=vt1-g=30×1 m-×10×12 m=25 m，故D正确。
3.(2025·深圳市高一期中)某物理小组研究匀变速直线运动时，用一架照相机对正在下落的小球(可视为质点)进行拍摄，小球在空中的照片如图所示，1、2、3分别为连续间隔相等时间T拍摄到的影像，每块砖的厚度均为d，且不计砖块之间的间隙，小球从静止开始下落，下落过程为匀加速直线运动。则下列说法正确的是
A.下落过程中的加速度大小为
B.经过位置2时的瞬时速度大小为
C.小球开始下落点在1的位置上方
D.小球开始下落点就是1的位置
√
由题图可知，连续两次拍照期间小球的位移比为2∶3，根据a=，代入数据可得下落过程中的加速度大小为a=，A错误；
由运动学知识得经过位置2时的瞬时速度大小为v2=，B错误；
小球静止释放后做匀加速直线运动，由初速度为零的匀加速直线运动的推论可知，其在连续相同的时间间隔内的位移之比为1∶3∶5∶…，而该频闪照片显示小球在连续两次拍照时间间隔内的位移之比为2∶3
∶…，与规律不符，因此照片中的位置“1”不是小球的初始位置，C正确，D错误。
4.(2025·广州市高一期中)某小组用满刻度50 cm的直尺测量反应时间。某次实验时，一名同学用手捏住直尺的顶端0 cm处(如图甲)，另一名同学(受测人)在下方用手做捏住直尺的准备(对应直尺刻度50 cm处)。当受测人看到上方的手放开直尺时，就立即捏住直尺，对应直尺刻度30 cm处(如图乙)。重力加速度g取10 m/s2，求：(结果均保留两位有效数字)
(1)受测人的反应时间；
答案　0.20 s
(2)下方的手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小；
答案　2.0 m/s
(3)若把直尺上的长度刻度直接标注为时间刻度，这把直尺就变为“人的反应时间测量尺”，可以粗略测量人的反应时间。请你判断该尺子上的时间刻度是否均匀，并分析原因。
答案　不均匀　原因见解析
(1)由题可知，直尺下降的高度h=50 cm-30 cm=20 cm=0.20 m，由h=gt2，解得反应时间t== s=0.20 s
(2)下方的手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小为，v=gt=10×0.20 m/s=2.0 m/s
(3)不均匀。
尺子在竖直方向做自由落体运动，速度随着时间均匀增大，故相同时间内运动的位移逐渐增大，所以时间刻度是从下端到上端越来越稀疏。
自由落体运动
性质：初速度为零的匀加速直线运动
方向:竖直向下
自由落体运动的规律
定义：物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动
自由落体运动
公式： v=gt h=gt2 v2=2gh h=t
特点：(1)只受重力作用；(2)初速度为零
自由落体加速度
大小：g=9.8m/s2或10m/s2
不同纬度大小不同，两极最大

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