第2章 5 自由落体运动（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【精讲精练】教科版

5　自由落体运动 [学业要求与核心素养] 物理观念 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零的匀加速直线运动。 2．知道重力加速度的大小和方向，理解影响重力加速度的因素。 科学思维 1．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。 2．运用自由落体运动的规律解决有关问题。 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．运动性质：初速度为__0__的__匀加速直线__运动。 3．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用__比较小__，可以__忽略__。 二、伽利略对落体运动规律的探究 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．伽利略的研究 (1)逻辑归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了“__重物比轻物落得快__”的论断。 (2)猜想与假说：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是__均匀变化__的。 (3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与__所用时间的二次方__成正比，即__x∝t2__。 (4)间接验证：让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球滚下的位移x和__所用时间t__。实验表明：小球沿斜面滚下的运动是__匀加速直线__运动；斜面倾角一定时，小球的加速度__相同__；小球的加速度随斜面倾角的增大而__增大__。 (5)合理外推：伽利略认为当斜面倾角为90°时，小球将自由下落，仍会做__匀加速直线__运动。 三、自由落体运动的规律 1．速度公式：vt＝__gt__。 2．位移公式：h＝　gt2　。 3．速度位移公式：v＝__2gh__。 四、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(选填“不同”或“相同”)。 (2)一般取值：g＝__9.8__ m/s2或g＝__10__ m/s2。 1．下列说法正确的是(　　) A．在真空中自由释放的物体都做自由落体运动 B．物体只在重力作用下的运动是自由落体运动 C．自由落体加速度的方向垂直地面向下 D．伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律 答案　A 2．一物体从塔顶做自由落体运动，经过3 s落地，取g＝10 m/s2，则物体落地时的速度v＝________m/s，方向________；塔高H＝________m。 答案　30　竖直向下　45 知识点一　对自由落体运动的理解 1．物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零。 (2)除重力之外不受其他力的作用。 2．自由落体运动是一种理想化的运动模型 在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可以当作自由落体运动来处理。 3．自由落体加速度——重力加速度 (1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。 (2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关。 (3)方向：竖直向下，除地球的两极外，其他地方的重力加速度的方向并不指向地心。 　关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．质量大的物体自由下落时的加速度大 B．雨滴下落的过程是自由落体运动 C．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动 D．从二楼阳台由静止释放的石块，可近似看作自由落体运动 [解析]　自由下落的物体的加速度相同，都是重力加速度g，A错误；雨滴下落过程中的空气阻力不能忽略，B错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体不是从静止开始下落即初速度不为零，C错误；从二楼阳台由静止释放的石块，重力远大于阻力，可近似看作自由落体运动，D正确。 [答案]　D 1．(多选)下列关于自由落体运动的说法，正确的是(　　) A．在真空条件下，石头将比纸片先落地 B．自由落体运动是初速度为0、加速度大小为g、方向竖直向下的匀加速直线运动 C．离地20 m的高度，物体在赤道落下所用的时间比在北极落下所用的时间长 D．随着高度的增加，重力加速度大小不变 解析　在真空条件下，石头与纸片都做自由落体运动，它们下落的速度一样快，A错。由自由落体运动的条件知，B对。由于赤道附近的重力加速度小于地球两极处的重力加速度，由h＝gt2得下落同样的高度，在赤道附近用时较长，C对。随着高度的增加，重力加速度减小，D错。 答案　BC 知识点二　自由落体运动的规律 1．由于自由落体运动是v0＝0、a＝g的匀加速直线运动，故初速度为零的匀加速直线运动的公式及匀变速直线运动的相关推论式对自由落体运动都适用。 2．基本公式 　近年来多