内容正文:
第5节 自由落体运动
核心素养导学
物理观念 (1)知道物体做自由落体运动的条件。
(2)了解重力加速度的概念,掌握其大小、方向,知道地球不同地点的重力加速度可能会不同。
(3)了解亚里士多德关于物体下落运动的主要观点。
科学思维 伽利略利用斜面实验冲淡重力和合理的理论外推得出自由落体运动的规律,训练学生探究物理问题的思维能力。
科学探究 自主设计、合作完成对自由落体运动规律的探究。
科学态度与责任 能结合近代实验科学产生的背景,初步认识实验对物理学发展的推动作用;知道学习物理需要实事求是,有与他人合作的意愿。
重力
静止
空气阻力
空气阻力
自由落体
物体所受的重力作用
增大
10 m/s2
竖直向下
gt
三、自由落体运动规律探索回眸
1.亚里士多德观点:重物比轻物下落得快。
2.伽利略的贡献
(1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体_________、轻物体__________的论断。
(2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动——______________”的猜想。
(3)利用斜面实验间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动。
下落得快
下落得慢
匀变速直线运动
1.如图所示,有两根长约为1 m的玻璃管,内装羽毛和小金属片,其
中一根用抽气机抽成真空。让玻璃管竖直,观察羽毛和小金属片
在两根管中由静止开始下落时的现象,对以下结论做出判断:
(1)甲图中的羽毛和小金属片均做自由落体运动。 ( )
(2)乙图中的羽毛和小金属片均做自由落体运动。 ( )
(3)乙图管中抽掉了空气,管中物体只受重力作用。 ( )
(4)甲图中羽毛比金属片下落慢的原因是空气阻力对羽毛的影响更大。 ( )
(5)日常生活中,当空气阻力远小于重力时,空气中物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。 ( )
×
√
√
√
√
2. 伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图所示,可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙、丁图都是实验现象
B.丁图是实验现象,甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论
C.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
D.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显
解析:甲、乙、丙三个图都是实验现象,采用斜面的目的是“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显,采用不同倾角的斜面,是为了观察小球运动的规律,形成外推的实验基础,丁图是在甲、乙、丙图的基础上经过合理的外推得到的结论,选项D正确。
答案:D
提示:自由落体运动的加速度大小与他们的质量无关。
[重点释解]
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)v-t图像:是一条过原点的倾斜直线(如图所示),斜率k=g。
2.重力加速度的理解
(1)方向:竖直向下,不能说指向地心。
(2)大小
①在同一地点,重力加速度都相同。与物体的质量、大小等因素均无关。
②与在地球上的纬度、距地面的高度有关。
(3)物体在其他星球上也可以做自由落体运动,但不同天体表面的重力加速度不同。
[针对训练]
1.关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( )
A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动
B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
C.在自由落体运动过程中,质量不同的物体运动规律相同
D.自由落体运动中“自由”一词只是说初速度为0
解析:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动,A、B错误;在自由落体运动过程中,质量不同的物体运动规律相同,C正确;自由落体运动中“自由”一词指的是初速度为0且只受重力,故D错误。
答案:C
2.关于物体做自由落体运动的加速度g值,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错误,B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错误。
答案:B
3.(2022·浙江1月学考)成熟的柿子从树上落下,不计空气阻力,下列描述柿子落地前运动的图像,其中正确的是 ( )
答案:C
新知学习(二)|自由落体运动规律及应用
[重点释解]
1.自由落体运动的基本规律
[特别提醒]
(1)自由落体运动的运动时间由下落的高度决定。
(2)自由落体运动中下落的高度与离地高度是两个不同的概念,处理问题时要注意区分。
[典例体验]
[典例] 小敏在学过自由落体运动规律后,对自家房上下落的
雨滴产生了兴趣