第二章 4.自由落体运动-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（人教版）

4．自由落体运动 素养目标 知识图解 物理观念 物体做自由落体运动的条件，自由落体运动，自由落体运动加速度 科学思维 逻辑推理、实验法、公式法 科学探究 (1)探究自然规律的科学方法 (2)探究自由落体运动加速度的大小 科学态度与责任 (1)分析生活中的自由落体问题 (2)认识伽利略的科学研究方法对科学发展和人类进步中的作用和重大意义 一、自由落体运动 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．伽利略的观点：重物与轻物应该下落得同样快。 3．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，叫作自由落体运动(free－fall motion)。 (2)物体做自由落体运动的条件： ①只受重力； ②从静止开始下落，初速度为0。 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(free－fall acceleration)，也叫作重力加速度(gravitational acceleration)，通常用g表示。 2．方向：竖直向下。 3．大小 (1)在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。 (2)在地球上不同地点，g的大小一般不相等，g值随纬度的增大而逐渐增大。 (3)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．运动实质：自由落体运动是一种初速度为0，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。 2．规律 (1)速度公式：v＝gt。 (2)位移公式：h＝gt2。 (3)速度位移关系式：v2＝2gh。 (1)地球上任意一点的重力加速度都相同。(　　) (2)不同物体的重力加速度都相同。(　　) (3)在地球的不同地点，g的大小一般不同。(　　) (4)加速度为g的运动就是自由落体运动。(　　) (5)物体仅在重力作用下的运动就是自由落体运动。(　　) (6)自由落体运动的速度与下落时间成正比。(　　) (7)自由落体运动的位移与下落时间成正比。(　　) 答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)× (1)极限跳伞运动不是自由落体运动。 运动员下落时，除受重力之外还受到空气阻力作用，一开始的阶段，空气阻力相对重力来说比较小，运动员的下落可近似看作自由落体运动。打开降落伞后，受到的空气阻力不能忽略，不能看作自由落体运动。 (2)自由落体运动是一种理想化模型。 自由落体运动的v ­ t图像 自由落体运动的v ­ t图线是一条过原点的倾斜直线，它的斜率是g。图线与时间轴包围的“三角形的面积”为物体下落的高度h，如图所示，物体在t1时间内下落的高度为h1＝v1t1。 [随手记]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 探究点一　对自由落体运动的理解 如图所示，哪个牛顿管里的金属片和羽毛做自由落体运动？ 为什么？ 提示：　右管中。因为左侧牛顿管中的金属片和羽毛受空气阻力。 1．对自由落体运动的理解 (1)“自由”的含义：物体的初速度为零且只受重力作用。 (2)自由落体运动在其他星球上也可以发生，但物体下落的加速度和地球上的重力加速度一般不同。 2．自由落体运动的判断 (1)根据条件判定 (2)根据题目中的一些暗示语来判定，例如根据“忽略阻力”“阻力远小于重力”“月球上”等暗示语来判定。 (多选)下列说法正确的是(　　) A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 B．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才是自由落体运动 D．当空气阻力可以忽略不计时，物体从静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动 CD　[自由落体运动的条件：只受重力，初速度v0＝0，A、B错误，C正确；若空气阻力可以忽略不计，物体由静止开始自由下落的运动可以视为自由落体运动来处理，D正确。] [练1]　(2021·山西忻州检测)(多选)下列关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是(　　) A．竖直向下的运动一定是自由落体运动 B．熟透的苹果从树