2.3 自由落体运动 - 高中物理动画互动课程

第二章 · 第三节

自由落体运动

v₀=0 · g≈9.8m/s² · v=gt, h=½gt²

📖 知识点学习

🎯 学习目标

理解自由落体运动概念
掌握重力加速度g
运用自由落体公式

知识点一：自由落体定义

自由落体

物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。特点：v₀=0，只受重力。

知识点二：重力加速度

重力加速度

g≈9.8 m/s²，方向竖直向下。同一地点一切物体g相同，与物体质量无关。

重力加速度

g≈9.8

m/s²

知识点三：自由落体公式

自由落体公式

v=gt；h=½gt²；v²=2gh。将匀变速公式中v₀=0，a=g，x=h即得。

自由落体要点

初速度v₀=0
加速度a=g=9.8m/s²
方向竖直向下
所有物体下落快慢相同（忽略空气阻力）

🎬 动画讲解

📢

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🧪 互动实验：自由落体模拟

💡 改变高度和g，观察下落时间和着地速度

⚙️ 参数

高度h 20 m

g 9.8 m/s²

下落时间t2.02 s

着地速度v19.8 m/s

📋 实验结论

自由落体：v₀=0，a=g。下落时间t=√(2h/g)，着地速度v=gt=√(2gh)。高度越大时间越长速度越大。

📝 例题精讲

💡 提示：点击「下一步」按钮，逐步查看详细解题过程

例题 1求下落时间

从80m高处自由下落(g=10 m/s²)，求时间。

🔍 解题过程

1用h=½gt²。

2t=√(2h/g)=√(2×80m/(10m/s²))=√16s²=4s。

✅ t=4s。

例题 2求着地速度

从20m自由下落(g=10 m/s²)，求着地速度。

🔍 解题过程

1用v²=2gh。

2v=√(2×10m/s²×20m)=√400m²/s²=20m/s。

✅ v=20m/s。

🚀 拓展提升

伽利略的贡献

伽利略通过斜面实验推理得出：如果忽略空气阻力，轻重物体下落快慢相同。这打破了亚里士多德"重物下落快"的错误观点。

空气阻力的影响

实际中空气阻力使物体下落变慢
轻物体受影响更大（如羽毛）
真空管中羽毛和铁球同时着地

不同星球的重力加速度

月球：g≈1.6m/s²
火星：g≈3.7m/s²
地球：g≈9.8m/s²
木星：g≈24.8m/s²

✏️ 练习巩固

💡 提示：每道题作答后会立即显示解析，请认真思考后再作答

第 1 题★☆☆ 基础

自由落体的初速度是？

A9.8m/s

D不确定

第 2 题★☆☆ 基础

g的值约为？

A9.8 m/s

B9.8 m/s²

C10 m

D9.8 s

第 3 题★★☆ 巩固

h=20m，g=10m/s²，下落时间t=___s。

第 4 题★★☆ 巩固

轻重物体从同高度自由下落（忽略空气），哪个先着地？

A重的先

B轻的先

C同时

D无法判断

第 5 题★★★ 拓展

从高45m自由下落(g=10 m/s²)，着地速度v=___m/s。

🧠 知识点问答

老师来考考你！下面的问题都来自本节课的知识点，看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦！

🎉

课程完成！

恭喜你完成了「自由落体运动」的学习！

📌 核心要点：
① 自由落体：v₀=0，只受重力
② g≈9.8m/s²，与质量无关
③ v=gt，h=½gt²，v²=2gh
④ 轻重物体同时着地（忽略空气）
⑤ t=√(2h/g)，v=√(2gh)