2024高考物理一輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)100講

第一章直線運(yùn)動(dòng)

第1.3講自由落體運(yùn)動(dòng)

【學(xué)科素養(yǎng)解讀】

”的*邏輯推理

琉功q相

體用度4

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伽利略對(duì)自

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牛頓管實(shí)蛉伽利略《兩種新科學(xué)的對(duì)話》

伽利略斜面實(shí)蛤

【考點(diǎn)知識(shí)精講】

1.自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

00=0,o=g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

2.自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

(1)速度公式：v=gto

(2)位移公式：h=g虻。

(3)速度與位移的關(guān)系式：02=2“(」為物體下落的高度,不是距離地面的高度)。

【特別提醒】

物體由靜止開始的自由下落過程中才是自由落體運(yùn)動(dòng)，從中間截取的一段運(yùn)動(dòng)過程不是自由落體運(yùn)動(dòng)，而

是豎直下拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解決豎直下拋運(yùn)動(dòng)問題。

3.伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

①伽利略通過邏輯推理的方法推翻了亞里士多德的“重的物體比輕的物體下落快”的結(jié)論.

②伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法是邏輯推理一＞猜想與假設(shè)一＞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一＞合理外推.這種方法的

核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)結(jié)合起來.

伽利略與亞里士多德

l落得快?J豈的則

3.豎直上拋運(yùn)動(dòng)

(1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：加速度為g,上升階段做勻減速運(yùn)動(dòng)，下降階段做自由落體運(yùn)動(dòng).

(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻變速直線運(yùn)動(dòng).

(3)基本規(guī)律

①速度公式：V—v()—g/；

②位移公式：x=vot—^gt2；

③速度一位移公式：儼一詔=—2G：.

豎直上拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)特殊量

上升的最大高度〃=的，

上升到最高點(diǎn)所用的時(shí)間7=半

O

從拋出到回到拋出點(diǎn)所用的時(shí)間胃平,

O

回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度v=-v0.

【方法歸納】

1.可充分利用自由落體運(yùn)動(dòng)初速度為零的特點(diǎn)、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題。

(1)從運(yùn)動(dòng)開始連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之比為1：3：5：7：…。

(2)一段時(shí)間內(nèi)的平均速度

2

(3)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)位移的增加量相等，即Ah=gTo

2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的解題方法

豎直上拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是加速度恒為g的勻變速運(yùn)動(dòng)，處理時(shí)可采用兩種方法：

⑴分段法:將全程分為兩個(gè)階段，即上升過程的勻減速階線段和下落過程的自由落體階段。

(2)全程法:將全過程視為初速度為vO,加速度a=g的勻變速直線運(yùn)動(dòng),必須注意物理量的矢量性。習(xí)慣上取

vO的方向?yàn)檎较?，則v>0時(shí)，物體正在上升;v<0時(shí)，物體正在下降;h>0時(shí),物體在拋出點(diǎn)上方;h<0時(shí)，物體

在拋出點(diǎn)下方。

3..豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性

如圖所示,物體以初速度vo豎直上拋,A、B為途中的任意兩點(diǎn),C為最高點(diǎn)，則：

(1)時(shí)間對(duì)稱性

物體上升過程中從A-C所用時(shí)間tAC和下降過程中從CTA所用時(shí)間tcA相等，同理tAB=tBAo

⑵速度對(duì)稱性

物體上升過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小與下降過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小相等。

【典彳列分析】(2022重慶高三2月質(zhì)檢)伽利略相信，自然界的規(guī)律是簡(jiǎn)單明了的。他從這個(gè)信念出

發(fā)，猜想落體的速度應(yīng)該是均勻變化的。為驗(yàn)證自己的猜想，他做了“斜面實(shí)驗(yàn)”，如圖所示。發(fā)現(xiàn)銅球在

斜面上運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的平方成正比，改變球的質(zhì)量或增大斜面傾角，上述規(guī)律依然成立。于是，他外

推到傾角為90。的情況，得出落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。結(jié)合以上信息，判斷下列說法正確的是()

A.伽利略通過“斜面實(shí)驗(yàn)”來研究落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)為了便于測(cè)量速度

B.伽利略通過“斜面實(shí)驗(yàn)”來研究落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)為了便于測(cè)量加速度

C.由“斜面實(shí)驗(yàn)”的結(jié)論可知，銅球運(yùn)動(dòng)的速度隨位移均勻增大，說明速度均勻變化成立

D.由“斜面實(shí)驗(yàn)”的結(jié)論可知，銅球運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻增大，說明速度均勻變化成立

D90°

90°

【高考真題精練】

1.（2021高考新課程湖北卷）2019年，我國運(yùn)動(dòng)員陳芋汐獲得國際泳聯(lián)世錦賽女子單人10米跳臺(tái)冠軍。

某輪比賽中，陳芋汐在跳臺(tái)上倒立靜止，然后下落，前5m完成技術(shù)動(dòng)作，隨后5m完成姿態(tài)調(diào)整。假設(shè)

整個(gè)下落過程近似為自由落體運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小取10m/s2,則她用于姿態(tài)調(diào)整的時(shí)間約為（）

A.0.2sB.0.4sC.l.OsD.1.4s

2.（2018海南物理）一攀巖者以lm/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。

3s后攀巖者聽到石塊落地的聲音，此時(shí)他離地面的高度約為

A.10mB.30mC.50mD.70m

3.（2014?浙江1月學(xué)考）據(jù)說，當(dāng)年牛頓躺在樹下被一個(gè)從樹上掉下的蘋果砸中，從而激發(fā)

靈感發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。假設(shè)蘋果以大約6m/s的速度砸中牛頓，那么蘋果下落前離地高

度約為（g取10m/s2）（）

A.1mB.1.8mC.3.6mD.6m

4.（2019全國理綜I卷18）如圖，籃球架下的運(yùn)動(dòng)員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為“。

右

上升第一個(gè)H所用的時(shí)間為九，第四個(gè)H所用的時(shí)間為須不計(jì)空氣阻力，則會(huì)滿足

44彳

A.1<—<2B.2<—<3C.3<

’144

5.（2015?浙江1月學(xué)考）1971年，美國宇航員大衛(wèi)?斯科特在登上月球后，從同一高度同時(shí)由

靜止釋放錘子和羽毛（如圖所示），則下落過程中（）

A.錘子比羽毛速度變化大

B.羽毛比錘子速度變化大

C.錘子比羽毛加速度大

D.錘子和羽毛加速度一樣大

6.（2014?浙江學(xué)業(yè)水平考試）如圖所示，只要測(cè)量了小明釋放直尺到小張捏住直尺這段時(shí)間

內(nèi)直尺下落的高度力，就能確定小張的反應(yīng)時(shí)間3其所依據(jù)的關(guān)系式為（）

2h

B.k卷

2h

D.t=一

g

【最新模擬題精練】

1.（2023福建福州高一期中）伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書中，提出自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，并

設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案證實(shí)了其猜想。該實(shí)驗(yàn)方案中的科學(xué)研究方法的核心是（）

A.把實(shí)驗(yàn)研究和邏輯推理結(jié)合起來

B.把提出問題和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)合起來

C.把提出問題和大膽猜想結(jié)合起來

D.把實(shí)驗(yàn)研究和大膽猜想結(jié)合起來

2.（2023湖北荊州高一2月調(diào)研）小明學(xué)習(xí)了勻加速直線運(yùn)動(dòng)后觀察生活現(xiàn)象，他觀察到從水龍頭流出

的水柱越往下越細(xì)，如圖所示假設(shè)有一個(gè)水龍頭豎直向下流水，水龍頭出水口橫截面積為1cm2,水流初速

度為lm/s,不計(jì)空氣阻力和其他任何因素對(duì)水流的影響，重力加速度g=10m/s2,當(dāng)水柱流到離出水口

1.2m處時(shí)水柱的橫截面積為（）

A0.2cm2B.0.4cm2C.0.5cm2D.0.6cm2

3.（2022安徽馬鞍山二模）在豎直井里的同一深度處，以相同的初動(dòng)能將兩個(gè)質(zhì)量不同的小球豎直向上

出井口，選取井口所在的水平面為零勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力。則（）

A.拋出瞬間，兩小球的重力勢(shì)能相等

B.兩小球達(dá)到的最大高度相同

C.兩小球經(jīng)過井口時(shí)，速度相同

D.兩小球在各自最高處時(shí)，質(zhì)量小的小球重力勢(shì)能大

4.（2022浙江金華高一期末）14.某物理興趣小組準(zhǔn)備制作一把“人的反應(yīng)時(shí)間測(cè)量尺”。如圖所示，某材

料制成的直桿豎直放置，甲同學(xué)用兩個(gè)手指捏住桿的頂端，乙同學(xué)在底端。點(diǎn)做捏桿的準(zhǔn)備，但手不碰到

桿。甲同學(xué)放開手指讓桿豎直下落時(shí)，乙同學(xué)立刻捏住桿。根據(jù)手指捏住桿的位置，可以獲得乙同學(xué)的反

應(yīng)時(shí)間。將桿的相應(yīng)位置標(biāo)注為時(shí)間刻度，使它成為“人的反應(yīng)時(shí)間測(cè)量尺”。下列說法正確的是（）

A.桿的材料對(duì)測(cè)量精確度沒有影響

B.桿的質(zhì)量越大，測(cè)量精確度越高

C.桿上A點(diǎn)處應(yīng)標(biāo)注的反應(yīng)時(shí)間為0.2s

D.桿上標(biāo)注的時(shí)間刻度均勻分布

5..（2021年廣東江門高一期末）一個(gè)小球自由落體運(yùn)動(dòng)，從開始下落到落地經(jīng)歷了3秒，則

A.小球下落的第2秒的位移是第1秒位移的2倍

B.小球下落的第2秒末的速度是第1秒末的2倍

C.小球下落最后1秒的位移是20米

D.小球下落最后2秒的位移與前2秒位移之比是2：1

6.（2023?廣東名校聯(lián)考）如圖所示，雨天屋檐底的雨滴A自由下落0.2s時(shí)，銅鈴邊緣上的雨滴B恰

開始自由下落，結(jié)果A、B同時(shí)落在一水平桌面上。已知雨滴A、B初始位置的豎直高度差￡=1m,不計(jì)空

氣阻力，重力加速度g=10m/s2,則（）

A.雨滴A的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為0.4s

B.雨滴A到水平桌面的距離為1.8m

C.雨滴B到水平桌面的距離為1.8m

D.若雨滴下落前將桌子四腳墊高0.5m,A、B仍能同時(shí)落在該桌面上

7.（2020福建泉州質(zhì)檢）一小石子從靠近豎直墻面的a點(diǎn)由靜止開始落下。途中經(jīng)過b、c、d三個(gè)點(diǎn)，而

且通過ab、be、cd各段所用的時(shí)間均為T.若讓小石子從b點(diǎn)由靜止開始落下，空氣阻力不計(jì)，則該小石

子（）

A.通過be、cd段的時(shí)間均小于T

B.通過c、d點(diǎn)的速度之比為1：2

C.通過be、cd段的平均速度之比為3：5

D.通過c點(diǎn)的速度大于通過bd段的平均速度

8.（2023浙江名校聯(lián)考）將一個(gè)小球從報(bào)廢的礦井口由靜止釋放后做自由落體運(yùn)動(dòng)，4s末落到井底.該

小球開始下落后第2s內(nèi)和第4s內(nèi)的平均速度之比是（）

A.1：3B.2：4C.3：7D.1：4

9.（2023?福建六校聯(lián)考）假設(shè)一位同學(xué)在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：讓一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體從一

定的高度自由下落，測(cè)得在第5s內(nèi)的位移是18m（未落地），則（）

A.物體在2s末的速度大小是20m/s

B.物體在第5s內(nèi)的平均速度大小是3.6m/s

C.物體在前2s內(nèi)的位移大小是20m

D.物體在5s內(nèi)的位移大小是50m

10.（2023?陜西名校質(zhì)檢）兩物體在不同高度自由下落，同時(shí)落地，第一個(gè)物體下落時(shí)間為3第二個(gè)物體下

落時(shí)間為士當(dāng)?shù)诙€(gè)物體開始下落時(shí)，兩物體相距（）

A.g^B.eqB.^Z2C.eqg/D.eqD.^gZ2

IL[2021?福建永安一中月考]某同學(xué)觀察懸崖跳水者從懸崖處自由下落，由于空氣阻力的影響，現(xiàn)測(cè)出

跳水者碰到水面前的下落時(shí)間為3.0s,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=9.8m/s2,而懸崖到水面的實(shí)際高度可以

通過科技手段準(zhǔn)確測(cè)量，準(zhǔn)確測(cè)量的高度可能為（）

A.43.0mB.45.0m

C.47.0mD.49.0m

12.（2020河北湖北聯(lián)考）將一小球從空中某處自由下落至地面，若其最后1s的位移是第1s的n

倍，則物體下落時(shí)間為（忽略空氣阻力）

A.（n+l）sB.（n-l）sC.D.（上當(dāng)s

22

13.伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的時(shí)候，為了排除物體自由下落的速度v隨著下落高度h（位移大小）

是均勻變化（即v=觥，4是個(gè)常數(shù)）的可能性，設(shè)計(jì)了如下的理想實(shí)驗(yàn)：在初速度為零的勻變速直線

運(yùn)動(dòng)中，因?yàn)棰偃f=丫/2式中方表示平均速度），而②h=i7t,如果③尸協(xié)成立的話，那么，必有h=^kht,

即t=2/k為常數(shù)，t竟然是與〃無關(guān)的常數(shù)，這顯然與常識(shí)相矛盾.，于是，可以排除速度v是隨著下落

高度/z均勻變化的可能性.關(guān)于伽利略這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)中的邏輯及邏輯用語，你做出的評(píng)述是

A.全部正確

B.①式錯(cuò)誤

C.②式錯(cuò)誤

D.③式以后的邏輯錯(cuò)誤

①14.如圖所示是伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，下表為某次實(shí)驗(yàn)的一組數(shù)據(jù)。據(jù)此，他發(fā)現(xiàn)方=常數(shù)。

有同學(xué)想驗(yàn)證伽利略的結(jié)論，作出如下四幅圖象，最合理的是（）

用

時(shí)間〃單位12345678

距離s/單位32130298526824119216002104

15.小球從靠近豎直磚墻的某位置由靜止釋放，用頻閃方法拍攝的小球位置如圖中1、2、3

和4所示。已知連續(xù)兩次閃光的時(shí)間間隔均為T,每塊成的厚度為乩由此可知小球（）

A.下落過程中的加速度大小約為東

B.經(jīng)過位置3時(shí)的瞬時(shí)速度大小約為2gT

C.經(jīng)過位置4時(shí)的瞬時(shí)加速度大小約為券

D.從位置1到4過程中的平均速度大小約為9券d

16.（2022江蘇南京二模）廣場(chǎng)噴泉是城市一道亮麗的風(fēng)景。如圖，噴口豎直向上噴水，已知噴管的直徑

為水在噴口處的速度為血重力加速度為g,不考慮空氣阻力的影響，則在離噴口高度為X時(shí)的水柱直

徑為（）

Dv。

A.DB.

CI入。-D

胸—2g“