2.4 自由落体运动（课件+作业）-新教材高中物理必修第一册【优化指导】人教版

第4节　自由落体运动 学习目标 1．知道自由落体运动的概念及物体做自由落体运动的条件．(重点) 2．理解自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的大小、方向．(重点＋难点) 3．掌握自由落体运动的规律，并能解决相关问题．(重点＋难点) 4．了解伽利略对自由落体运动的研究方法，领会伽利略的科学思想. [对应学生用书P35] 一、自由落体运动[来源:学*科*网Z*X*X*K] 1．定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动． 2．特点 (1)运动特点：初速度等于零的匀加速直线运动． (2)受力特点：只受重力作用． 二、自由落体加速度 1．定义 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度. 2．方向 竖直向下． 3．大小 在地球上同一个地点，重力加速度的值固定不变，但是在地球上不同的地点，重力加速度的值略有不同.在粗略计算中，可以取g＝10 m/s2，如果没有特殊说明，按g＝9.8 m/s2进行计算． 4．自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，且加速度为重力加速度g.自由落体的速度、位移与时间的关系式为： v＝gt x＝gt2 1．判断正误 (1)竖直下落的运动就是自由落体运动．(　×　) (2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动．(　×　) (3)高空雨滴下落的运动是自由落体运动．(　×　) (4)屋檐滴下的水滴下落可视为自由落体运动．(　√　) (5)重力加速度的方向总是垂直向下．(　×　) (6)月球上的重力加速度也是9.8 m/s2.(　×　) 2．探究思考 观察下列两幅图片： (1)伽利略在比萨斜塔上做过实验：让重的铁球和轻的铁球同时下落，发现两球几乎同时落地．简单解释为什么？ (2)在月球上，铁球与羽毛同时由释放同时落地．简单解释为什么？ 提示　(1)忽略空气阻力的影响，两球都做自由落体运动，下落快慢与物体轻重无关． (2)月球表面没有空气，铁球与羽毛都做自由落体运动． [对应学生用书P35] 探究点一　自由落体运动的理解 1．做下面的小实验并认真观察 ①将一张纸片和一个金属球同时在同一高度释放，如图甲． ②将纸片揉成团和金属球同时在同一高度释放，如图乙． 试结合上述观察，讨论下列问题： (1)纸片和金属球哪个先落地？为什么？ (2)纸团和金属球哪个先落地？为什么？ 提示　(1)金属球先落地，因为空气阻力对纸片下落快慢的影响比对金属球下落快慢的影响大． (2)纸团和金属球几乎同时落地，因为空气阻力对二者下落快慢的影响差别不是很大． 2．如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同． (1)为什么物体下落快慢相同？ (2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？ 提示　(1)物体下落快慢相同　(2)空气的阻力作用可以忽略 1．自由落体运动 (1)条件：①初速度为零　②只受重力． (2)运动性质：是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动． (3)v－t图像：是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，斜率k＝g. [特别提醒]　自由落体运动是一种理想化模型：只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体从静止的下落才可以当作自由落体运动． 2．自由落体加速度(重力加速度) (1)方向：总是竖直向下． (2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同． ②大小与在地球上的纬度以及距地面的高度有关： 与纬度 的关系 在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，即赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别很小 与高度 的关系 在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小．但在一定的高度内，可认为重力加速度的大小不变 [特别提醒]　(1)在物体下落的高度不太高的条件下，一般认为重力加速度大小不变． (2)重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”，也不能说是“指向地心”，只有在赤道或两极时重力加速度的方向才指向地心． (3)物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但不同天体表面的自由落体加速度不同． 　关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动 B．如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动是自由落体运动 C．一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动 D．雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自由落体运动 B　[自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，A选项中没有明确物体只受重力作用，故错误；D选项中雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为零，因而不是自由落体运动，D错；如果空气阻力可以忽略不计，从静止下落的物体的运动可以看成自由落体运动，B正确，C错误．] 　关于自由落体运动的加速度g，