第2章 第4节 自由落体运动-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第四节　自由落体运动 学习目标：1.[物理观念]知道自由落体及自由落体加速度的概念，理解其运动规律，并能应用解决实际问题．　2.[科学思维]掌握自由落体运动的规律，并能分析推理解决相关的物理问题，理解其理想化模型．　3.[科学探究]体验近代物理学家对自由落体的探究，能用小实验探究规律，学会交流与合作，认识实验的科学作用．　4.[科学态度与责任]通过学习科学进步与发展的探索，体会实事求是的严谨的科学态度，体会科学研究方法的价值． 阅读本节教材，回答第48页的“讨论与交流”并梳理必要知识点． 教材P48“讨论与交流”提示： (1)相同，都接近1.1 cm，是，验证了自由落体运动是匀加速直线运动． (2)a＝≈9.8 m/s2 一、影响物体下落快慢的因素 1．亚里士多德认为，重的物体下落快，轻的物体下落慢，并断言物体下落快慢由它们的重量决定． 2．伽利略推断出，重的物体不会比轻的物体下落得快．我们通过实验可以初步看出：物体下落快慢与物体的轻重无关． 3．牛顿管内物体的下落运动： 实验结果表明：牛顿管内有空气时，金属片和羽毛下落的快慢不同；被抽去部分空气时，它们下落的快慢比较接近，被抽去的空气越多，它们下落的快慢越接近；当把牛顿管中空气全部抽去后，它们下落的快慢就完全相同了． 说明：没有空气阻力时，轻重不同的物体只受重力作用，下落的快慢相同． 二、自由落体运动及规律 1．自由落体运动定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动． 2．重力加速度：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度．在地球不同的纬度，g的大小是不同的．通常的计算可以把g取作9.8 m/s2，粗略计算可以取作10_m/s2. 3．自由落体运动的速度公式：vt＝gt. 4．自由落体运动的位移公式：s＝gt2 说明：自由落体运动的条件：①初速度为0　②只受重力． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)影响物体下落快慢的因素是空气阻力的作用． (√) (2)自由落体运动是竖直向下的匀加速直线运动． (√) (3)自由落体加速度的方向都是竖直向下． (√) (4)重力加速度在任何地点都是9.8 m/s2 (×) 2．伽利略以前的学者认为，物体越重，下落越快．伽利略等一些物理学家否定了这种看法．在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为(　　) A．它们的质量不等 B．它们的密度不等 C．它们的材料不同 D．它们所受的空气阻力不同 D　[羽毛下落得比玻璃球慢，是羽毛受到的空气阻力较自身重力而言影响大的缘故，羽毛下落时空气阻力不能忽略；玻璃球受到的空气阻力较自身重力而言很小，下落时空气阻力可以忽略，故D正确．] 3．某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2 s听到石头落地声，由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10 m/s2)(　　) A．10 m　　　　　　 B．20 m C．30 m D．40 m B　[已知初速度0、加速度a＝g＝10 m/s2、时间t＝2 s这三个量，所以直接应用位移公式s＝×10×22 m＝20 m，由此可知井深约为20 m，故B正确．]gt2＝ 影响物体下落快慢的因素 如图为用牛顿管所做实验的图片．仔细观察图片． 甲　乙 请探究： (1)甲、乙两图中物体下落情况有什么不同？ (2)乙图说明了什么？ 提示：(1)甲图中金属片下落快，小羽毛下落慢； 乙图中金属片和小羽毛下落一样快． (2)乙图说明：如果没有空气阻力时，物体只受重力，质量不同的物体下落的快慢相同． 1．两个截然相反的结论 伽利略指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头的下落速度为8v，小石头的下落速度为4v.由这一观点出发，当我们把两块石头拴在一起时，对于下落快慢就有两种结论： 结论一：下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖下而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8v而大于4v； 结论二：两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，其下落的速度比任何一个物体都要快，速度应该大于8v. 2．实验与探究 如图所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张回答下列几个问题： A．质量相等的纸片和纸团 B．体积相等的铅球和木球 图A　现象：从同一高度同时由静止释放的纸团和纸片，纸团下落得快，先落地． 解释：质量相等的纸团和纸片，纸片受到的空气阻力较大，不能忽略，纸片的运动不是自由落体运动，而纸团受到的空气阻力较小，可以忽略，可以看成是自由落体运动． 图B　现象：质量不等的铅球和木球，同时从同一高度由静止释放，它们同时落地．