第2章 4 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(人教版)

4．自由落体运动 学习目标 核心素养 1．知道自由落体运动的条件、性质和特点。(重点) 2．掌握自由落体运动的规律，会通过实验测定自由落体运动的加速度，知道在地球上不同地方，重力加速度的大小不同。 3．了解伽利略研究自由落体运动的过程，领悟他的研究方法。(难点) 1．物理观念：自由落体运动的概念。 2．科学思维：伽利略研究自由落体的科学方法和实验构思，领悟自由落体运动的规律。 3．科学探究：实验探究测重力加速度g。 4．科学态度与责任：体会伽利略的探究思想及科学精神。 阅读本节教材，回答第45页“问题”并梳理必要知识点。教材第45页问题提示：(1)轻重不同的两个物体从同一高度同时下落，重的物体下落得快。(2)纸团和一张纸从同一高度下落，纸团下落的快。(3)影响物体下落快慢的因素是物体受到空气阻力的大小。 一、自由落体运动 1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。 2．伽利略的研究 (1)归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了他的论断。 (2)猜想：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。 注意：“自由”的含义：物体的初速度为零且只受重力作用。 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。 (2)条件) (3)实际运动：物体下落时由于受空气阻力的作用，物体的下落不是自由落体运动；只有当空气阻力比较小，可以忽略时，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 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．方向总是竖直向下。 3．大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的。一般的计算中，g取9.8 m/s2，近似计算时，g取10 m/s2。 三、自由落体运动的规律 1．自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。 2．匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动。 3．自由落体的速度、位移与时间的关系式：v＝gt，x＝gt2。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动。 (×) (2)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动。 (√) (3)在同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大。 (√) (4)自由落体加速度的方向垂直于地面向下。 (×) 2．(多选)在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时从静止开始下落，下列说法正确的是(　　) A．重的石块先着地 B．轻的木块先着地 C．在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度和位移 D．二者在下落这段时间内的平均速度相等 CD　[在忽略空气阻力的情况下，只在重力作用下由静止释放的物体的运动可以看作自由落体运动，快慢程度与质量无关，运动情况是一样的，同时落地，A、B错误，C正确；由平均速度的定义可知，D正确。] 3．(多选)甲、乙两球从同一高度相隔1 s先后自由落下，在做自由落体运动的过程中(　　) A．两球的距离始终不变 B．两球的距离越来越大 C．两球的速度差始终不变 D．两球的速度差越来越大 BC　[由自由落体运动的位移公式h＝g·(1 s)2，故两球的距离在下落的过程中越来越大，A错误，B正确；由v＝gt得v甲＝gt，v乙＝g(t－1 s)，则Δv＝v甲－v乙＝gt－g(t－1 s)＝g·1 s，故两球的速度差始终不变，C正确，D错误。]g(t－1 s)2＝gt·1 s－gt2－g(t－1 s)2，两球的位移差Δh＝h甲－h乙＝gt2，h乙＝gt2得h甲＝ 自由落体运动的理解 (教师用书独具)教材第46页“演示”答案提示：(1)玻璃管里面存在空气时，质量越大，体积越小的物体下落越快。 (2)把玻璃管里的空气抽出去后，物体下落一样快，与质量和体积大小无关。 一学生将纸巾卷成筒状(长约9 cm，上半部分可用剪刀剪成绒状)，手握纸筒放手后另一学生接住；再同样地将相同长度的糖罐放手后，让另一学生接住。 通过实验，为什么能够轻松接住纸巾，而很难接住糖罐？你认为影响物体下落快慢的因素有哪些？ 提示：根本原因是纸巾下落时受到的空气阻力大，下落得慢。 1．自由落体运动的理解 (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)v­t图像：是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，斜率k＝g。 [名师点睛]　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)的理解 (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、距地面的高度有关： 与纬度的