第二章 4．自由落体运动（讲解Word）2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【赢在微点】轻松课堂（人教版）

4．自由落体运动 学习目标：1.知道物体做自由落体运动的条件；2.通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的大小、方向；3.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题；4.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。 　情境导入 请一位同学与你合作，让他用两个手指捏住长尺上端，你的拇指与食指弯曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺，见右图)。当他一松手、尺子开始下落时，你立刻把尺握住，记下握住尺的位置，读出尺下落的高度，就能算出你的反应时间。 问题：长尺自由下落的运动满足怎样的规律？长尺自由下落的加速度有何特点？ 知|识|梳|理 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．物体下落可看作自由落体运动的条件：在实际中物体下落时，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可当作自由落体运动来处理。 二、自由落体加速度 1．自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示，在同一地点，重力加速度相同。g值随纬度的增大而逐渐增大，在一般计算中，g可以取9.8 m/s2或10_m/s2。 2．方向：竖直向下。 三、自由落体运动的规律 1．自由落体运动实质上是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。 2．基本公式 速度公式 ：v＝gt。 位移公式：h＝gt2。 速度－位移关系式：v2＝2gh。 预|习|自|检 1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大。(√) (2)g值在地球上任何位置一样大。(×) (3)重力加速度的方向垂直地面向下。(×) (4)物体由静止释放，当空气阻力很小、可忽略不计时可以看作自由落体运动。(√) 2．关于自由落体运动的加速度g，下列说法中正确的是(　　) A．重的物体g值大 B．同一地点，轻、重物体的g值一样大 C．g值在地球上任何地方都一样大 D．g值在赤道处大于北极处 解析　g值与物体轻重无关，A项错误，B项正确；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道处小于北极处，C、 D两项错误。 答案　B 3.某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5 cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3 s，则小球开始下落的位置距光电门的距离为(取g＝10 m/s2)(　　) A．1 m B．1.25 m C．0.4 m D．1.5 m 解析　小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度，则v＝＝5 m/s，由自由落体运动规律可知h＝＝1.25 m，B项正确。 答案　B 探究一 自由落体运动的性质 1.自由落体运动的实质 自由落体运动是初速度v0＝0、加速度a＝g、竖直向下的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例。 2．重力加速度大小变化规律 在地球表面附近，重力加速度的大小随地理纬度的增加而增大；在同一地区，重力加速度的大小随高度的增加而减小。 【例1】　(多选)关于自由落体运动，下列说法正确(　　) A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动 B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动 C．自由落体运动在任意相等的时间内速度的变化量相等 D．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动 解析　自由落体运动是初速度为零，且只在重力作用下的运动，所以A、B两项错误；在运动性质上，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度为g，所以在任意相等的时间内速度的变化量Δv＝gΔt相等，故C、D两项正确。 答案　CD 自由落体运动的条件：①只受重力；②初速度为0。 【针对训练1】　甲球的质量是乙球质量的5倍，两球从同一高度同时自由落下，下列说法正确的是(　　) A．甲、乙都做自由落体运动，所以都不受任何外力 B．甲、乙从同一高度自由落下，所以两球同时落地 C．甲球质量大，所以甲的加速度比乙的加速度大 D．甲球质量大，所以甲落到地面的速度也大 解析　甲、乙都做自由落体运动，都只受重力作用，故A项错误；因为甲、乙物体同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，根据v＝gt和h＝gt2知，两物体具有相同的速度和位移，故两个物体的运动情况完全相同，同时落地，落地速度也相同，故B项正确，C、D两项错误。 答案　B 探究二 自由落体运动的规律 1.速度公式：v＝gt。 2．位移公式：h＝gt2。 3．位移和速度的关系式：v2＝2gh。 4．匀变速直线运动的所有推论均适用。 【例2】　物体从某高处自由下落，最后1 s下落的高度是物体下落总高度的 ，取重力加速度g＝9.8 m/s2，求物体下落的总高度。 解答本题时可以应用自由落体的位移公式求解，也可