2018年全国高考对自由落体运动的考查

从运动学的角度看，自由落体运动是初速度为0、加速度为g的特殊的匀变速直线运动，也可以说是最简单的匀变速直线运动。日常生活中可以简化为自由落体运动的实例很多，可以简化为自由落体对称运动（竖直上抛运动）的实例也很多。另外平抛运动的竖直分运动也是自由落体运动，可见自由落体运动在运动学中的地位是非常重要的。

特别是研究自由落体运动的意义非常重大，人教版教材用两节（自由落体运动和伽利略对自由落体运动的研究）来编写。伽利略通过对自由落体运动的研究，确立了许多用于描述运动的基本概念，创造了一套对近代科学发展极为有益的科学方法（把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来）。

     2018年全国高考对自由落体运动主要从以下几个方面进行考查：

一、考查物理学史（伽利略研究落体运动的实验）

北京卷实验题（5）：早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的__________________________________________。

说明：试题来源于人教版教材必修一P₄₇【实验验证】的论述。

二、直接考查自由落体运动的规律

海南卷第14题：一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为

A.10m   B.30m   C.50m   D.70m

说明：试题来源于人教版教材必修一P₄₅【问题与练习】题2和题4。

三、考查自由落体运动的应用

海南卷实验题：学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度

的大小。实验时，它们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s，然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落，用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。

（1）重力加速度大小可表示为g=_____________（用s、n、t表示）；

（2）如果某次实验中，s=0.90m，n=30,t=13.0s，则测得的重力加速度大小g=____________m/s²；（保留2位有效数字）

（3） 写出一条能提高测量结果准确程度的建议：_____________________。

全国卷3第22题：甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。

实验步骤如下：

（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。

（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L₁，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L₁和g表示）。

（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s²，L=30.0 cm，L₁=10.4 cm，乙的反应时间为__________s。（结果保留2位有效数字）

（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。

说明：试题来源于人教版教材必修一P₄₅【做一做】。

四、以自由落体运动为背景，考查其他知识点

全国卷2第15题：高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为

A．10 N      B．102 N        C．103 N          D．104 N

说明：试题来源于人教版教材3-5P₁₂【问题与练习】题4。

江苏卷第3题：某弹射管每次弹出的小球速度相等．在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球．忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的（    ）

A. 时刻相同，地点相同

B. 时刻相同，地点不同

C. 时刻不同，地点相同

D. 时刻不同，地点不同

五、以竖直上抛运动（自由落体对称运动）为背景，考查其他知识点

江苏卷第4题： 从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（    ）

A.

全国卷1第24题：一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求

（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；

（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度

六、自由落体运动的拓展考查

北京卷第8题：根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处，这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球

A. 到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零

B. 到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零

C. 落地点在抛出点东侧

D. 落地点在抛出点西侧

说明：本题虽然是一道拓展题，但其背景来源于人教版教材必修一P₅₁的注解和人教版教材必修二P₄₁中的论述。

2018年全国高考物理共有7套卷，除天津卷外都对自由落体运动进行了考查；特别是北京卷、江苏卷和海南卷各考查了2道题。考查的9道题中，有2道题是同学课后可以做的小实验，有2道题是关于估算的，有2道题是关于文字运算的。9道题分别从不同的侧面进行考查，没有重复的！特别是有4道题直接来源于教材！可见，教学中立足于教材和立足于发展同学能力是两个重要的方面。

另外，自由落体运动是平抛运动的竖直分运动，对平抛运动的考查实际上也是涉及自由落体运动的。2018年全国高考有多道题考查了平抛运动，本文不作讨论。