第二章4　自由落体运动-2020-2021学年新教材高中物理必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版（word）

(2)汽车加速结束时通过的位移：x2＝v0t1＋v0t3＋ m/s2＝6.1 m/s2。 ，代入数据解得：a3＝×2×32 m＝49 m，此时离停车线间距为x3＝70 m－x2＝21 m，此时速度为v1＝v0＋a2t3＝10 m/s＋2×3 m/s＝16 m/s，匀减速过程：2a3x3＝v＝10 m＋10×3 m＋a2t 答案　(1)2.5 m/s2　(2)6.1 m/s2 4　自由落体运动 [学业要求与核心素养] 物理观念 1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 2.知道重力加速度的大小和方向，理解影响重力加速度的因素。 科学思维 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.运用自由落体运动的规律解决有关问题。 科学探究 会通过实验探究自由落体运动的规律，会用打点计时器测量自由落体加速度。 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．运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。 3．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较小，可以忽略。 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，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。 2．方向：竖直向下。 3．大小 (1)在地球上不同的地方，g的大小一般是不同的(选填“不同”或“相同”)； (2)一般取值：g＝9.8_m/s2或g＝10_m/s2。 三、自由落体运动的规律 1．速度公式：v＝gt。 2．位移公式：h＝gt2。 3．速度位移公式：v2＝2gh。 四、伽利略对自由落体运动的研究 1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量决定的。 2．伽利略的研究 (1)逻辑归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了“重物比轻物落得快”的论断。 (2)猜想与假说：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。 (3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与所用时间的二次方成正比，即x∝t2。 (4)间接验证：让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球滚下的位移x和所用时间t。实验表明：小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动；斜面倾角一定时，小球的加速度相同；小球的加速度随斜面倾角的增大而增大。 (5)合理外推：伽利略认为当斜面倾角为90°时，小球将自由下落，仍会做匀加速直线运动。 |自我诊断| 1．判断下列说法的正误。 (1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动。(×) (2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。(×) (3)自由落体加速度的方向垂直地面向下。(×) (4)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律。(×) 2．一物体从塔顶做自由落体运动，经过3 s落地，取g＝10 m/s2，则物体落地时的速度v＝________m/s，方向________；塔高H＝________m。 答案　30　竖直向下　45 知识点一　对自由落体运动的理解 [问题探究] 如图2-4-1所示，有两根长约为1 m的玻璃管，内装羽毛、小球、小金属片、小铜钱等，其中一根用抽气机抽成真空。让玻璃管竖直，观察各种物体在两根管中下落时的现象。 图2-4-1 (1)两根管中物体下落的现象有什么不同？ (2)实验表明：只受重力作用时，物体下落快慢有什么规律？ (3)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)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，金属片和羽毛的下落快慢相同。 (2)同一地点，只受重力作用时，物体下落的快慢相同。 (3)当空气阻力远小于重力时，空气中物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。 [归纳升华] 1．物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零。 (2)除重力之外不受其他力的作用。 2．自由落体运动是一种理想化的运动模型 在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可以当作自由落体运动来处理。 3．自由落体运动的实质 自由落体运动的实质是初速度为零、加速度a＝g的匀加速直线运动，它是匀变速直线运动的一个特例。 4．自由落体加速度——重力加速度 (1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。 (2)大小：与地球上的位置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 (3)方向：竖直向下，除地球的两极外，其他地方的重力加速