第4节 自由落体运动-【帮课堂】2022-2023学年高一物理同步精品讲义（人教2019必修第一册 ）

第4节 自由落体运动 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 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0 的匀加速直线运动。 2．会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度，知道重力加速度的大小和方向。 3．会运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题。 4．了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和探究过程。 1、了解亚里士多德关于力与印运动的主要观点。 2、了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。认识伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。 3、通过实验探究自由落体运动，体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑、分析和判断的科学研究方法。 4、经历抽象概括和推理的过程，知道物体做自由落体运动的条件。 5、通过实验，探究自由落体运动的规律，了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。 ( 知识精讲 ) 知识点01 关于物体运动的快慢的两种学说 1. 亚里士多德：物体下落快慢和物体的轻重有关：轻的物体下落慢，重的物体下落快 2. 伽利略：伽利略的逻辑推理否定了亚里士多德的观点。 【即学即练1】请你回顾伽利略探究物体自由下落规律的过程，判断下列哪个过程是伽利略的探究过程(　　) A．猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论 B．问题——猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论 C．问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论 D．猜想——问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论 【答案】：C 【解析】：伽利略探究物体自由下落规律的过程如下．问题：大、小石块捆在一起下落得出矛盾的结论——猜想：落体运动是最简单的变速运动，速度与时间成正比——数学推理：如果v∝t，则有x∝t2——实验验证：设计出斜面实验并进行探究，得出光滑斜面上滑下的物体的运动规律x∝t2——合理外推：将光滑斜面上滑下的物体的运动规律x∝t2推广到落体运动——得出结论．C正确． 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.运动性质：初速度为0的匀加速直线运动. 3.物体的下落可看做自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较小，可以忽略. 知识点02 自由落体运动的实验研究 1.实验原理: 重物拖着纸带竖直下落时，如果只带受到的阻力比重物的重力小得多，可以近似认为重物仅在重力作用下运动，根据打点计时器打出的纸带能分析和研究重物的运动规律. 2.实验器材: 打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、低压交流电源、毫米刻度尺 3.探究过程： (1)将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路. (2)把纸带穿过两个限位孔，下端用铁夹夹到重物上，让重物靠近打点计时器. (3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，接通电源，松开纸带让重物自由下落，重物落地后立即关闭电源，打点计时器就在纸带上打下一系列的点. (4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行分析. 4.数据处理：做出V-t图像分析自由落体的运动规律 知识点03 自由落体加速度 1.自由落体加速度：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(填“不同”或“相同”)； (2)一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2. 【即学即练2】关于重力加速度的说法不正确的是(　　) A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2 B．在地球上不同的地方，g值的大小不同，但它们相差不是很大 C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 D．在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小 【答案】：A 【解析】　首先重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同，在地球的表面，不同的地方，g值的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右，在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐变小． 知识点04 自由落体规律 1、运动特点：初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动. 2、基本规律 匀变速直线运动规律自由落体运动规律 2.匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动. 【即学即练3】一个物体从某一高度做自由落体运动.已知它在第1 s内的位移恰为它在最后1 s内位移的三分之一.则它开始下落时距地面的高度为(不计空气阻力，g＝10 m/s2)(　　) A.15 m B.20