第二章 第4节 自由落体运动-2020-2021新教材高一物理必修第一册【创新设计】同步学考笔记（人教版）

第4节　自由落体运动 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.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。 2.知道自由落体运动概念，了解物体做自由落体运动的条件。 3.理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向。 4.掌握自由落体运动规律，并能解决相关实际问题。 1.科学思维 了解伽利略利用斜面实验冲淡重力和合理的理论外推得出自由落体运动规律的方法和过程，提高学生探究物理问题的思维能力。 2.关键能力 理论推理能力 一、自由落体运动 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。 (2)受力特点：只受重力作用。 不受其他力 这种运动只在真空中才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 [判一判] (1)物体从静止下落的运动是自由落体运动。(×) (2)只在重力作用下的运动是自由落体运动。(×) (3)空气中从静止释放的铁球的运动可以看作自由落体运动。(√) 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，也叫作重力加速度，通常用g表示。 2.方向：竖直向下。 3.大小 (1)g值随纬度升高而增大，随高度增加而减小。 (2)一般计算中g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。 [想一想] 　 答案　因重力加速度变小了[来源:Z|xx|k.Com] [判一判] (1)重力加速度的方向总是垂直向下的。(×) (2)赤道上的重力加速度比两极点的大。(×) (3)重力加速度的大小与物体的质量无关。(√) 三、自由落体运动规律 自由落体运动 是初速度为0的匀加速直线运动，把v0＝0和a＝g代入匀变速直线运动的公式可得 (1)速度公式：v＝gt (2)位移公式：x＝eq \f(1,2)gt2 (3)速度—位移公式：v2＝2gx 探究 　对自由落体运动的理解 ■情境导入 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)为什么在抽掉空气的玻璃管中不同物体下落快慢相同？ (2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？ 答案　(1)因为没有空气阻力　(2)空气的阻力作用可以忽略 ■归纳拓展 1.自由落体运动是一种理想模型。 忽略次要因素：空气阻力；突出主要因素：重力 2.物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零；(2)只受重力。 3.运动特点：初速度为零，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。是匀变速直线运动的特例。 特别提醒　物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面附近下落的加速度不同。 [例1] 关于自由落体运动，下列说法中正确的是 (　　) A.质量大的物体自由下落时的加速度大 B.从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C.雨滴下落的过程是自由落体运动 D.从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可以近似看成自由落体运动 解析　所有物体在同一地点的重力加速度相等，与物体质量大小无关，选项A错误；从水平飞行的飞机上释放的物体，具有水平初速度，不是自由落体运动，选项B错误；雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关，速度增大时阻力增大，雨滴速度增大到一定值时，阻力与重力相比不可忽略，不能认为是自由落体运动，选项C错误；从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计，可认为只受重力作用，选项D正确。 答案　D [针对训练1] (多选)下列说法正确的是(　　) A.初速度为零、加速度竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 B.物体仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动 C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动 D.当物体受到的空气阻力可以忽略不计时，物体由静止开始下落的运动可视为自由落体运动 解析　自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，选项A、B错误，C正确；当空气阻力比较小，可以忽略不计时，物体由静止开始下落的运动也可视为自由落体运动，选项D正确。 答案　CD 探究 　科学探究自由落体加速度 ■情境导入 (1)如图所示，这两名跳伞运动选手有不同的体重，自由下落加速度的大小与他们的质量有关吗？ (2)在地球上的不同位置，自由落体的加速度一定相同吗？同一物体在月球和地球上做自由落体运动时加速度相同吗？ 答案　(1)自由下落加速度的大小与他们的质量没关系。 (2)在地球上的不同位置，自由落体的加速度一般不相同；同一物体在月球和地球上自由落体的加速度也不相同。 ■归纳拓展 1.实验思路与方案 (1)实验思路 利用频闪照片，或利用打点计时器能够把做自由落体运动的物体的位置和相应的时刻记录下来。根据对匀变速直线运动的研究，测量物体下落的