第二章 第4节 自由落体运动（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修 第一册（人教版2019）

第4节　自由落体运动 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 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，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。 3．了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。了解亚里士多德关于力与运动的主要观点。 1.通过自由落体运动模型的建构，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，领悟伽利略的科学思想。 2．掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题。 1.通过实验测量自由落体运动中加速度的大小及自由落体运动的规律。 2．利用自由落体运动规律测量人的反应时间。 培养实事求是的态度，增强运动规律服务生产生活的意识。 [对应学生用书P44] 一、自由落体运动 1．古希腊学者亚里士多德通过观察认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。伽利略通过推理认为物体下落的运动只有一 　　　　　　↓ 　 种可能性：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。 2．自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。它是一个理想运动模型。一般情况下，如果空气阻力的作用比较小，可以忽 ↓ 略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 3．物体做自由落体运动需要满足两个条件 (1)只受重力；(2)初速度为零。 4．自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。 二、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，又叫作重力加速度，用符号g表示。 2．自由落体加速度的方向：竖直向下。 3．自由落体加速度的大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的： (1)纬度越高，g越大；同一纬度，高度越大，g越小。 (2)一般的计算中可以取9.8 m/s2或10 m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。 三、自由落体运动规律 1．速度与时间的关系式：v＝gt。 2．位移与时间的关系式：h＝。 3．位移与速度的关系式：v2＝2gh。 1.(物理与生活)“藏石”即收藏奇石，离不开寻石、赏石、读石，不仅能陶冶情操，而且有益健康。如图所示，若将这一大一小两块石头从相同高处落下，则判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)亚里士多德认为大石头下落得快。(　　√　　) (2)影响物体下落快慢的因素主要是物体的重力。(　　×　　) (3)大石头和小石头下落得一样快。(　　√　　) (4)石头下落可以看成自由落体运动(忽略空气阻力)。(　　√　　) (5)石头下落的加速度为重力加速度。(　　√　　) (6)石头下落的规律遵守初速度为零的匀变速直线运动的规律。(　　√　　) 2．(教材拓展P49)“做一做”用手机测自由落体加速度。 问题：(1)手机可测量哪个方向的加速度？ (2)数值－10 m/s2是当地的重力加速度吗？请简要说明原因。 提示：(1)手机沿任意方向运动，便可显示沿x、y、z轴三个维度各自加速度的大小。 (2)因手机沿竖直方向下落，即沿z轴负方向运动，数值显示的是竖直向下的加速度，即重力加速度。 [对应学生用书P45] 探究点一___自由落体运动 分别利用实心的胶棒和用纸巾卷成的同样大小的纸筒测量学生的反应速度。首先将胶棒从某一高度处放手，要求另一学生接住它(如图甲所示)；再将同样大小的筒状纸巾卷从同样的位置释放，要求再次接住(如图乙所示)。 [问题设计] 为什么纸巾卷容易接住，而胶棒不容易接住？ 提示：纸巾卷因受空气阻力作用比较明显而下落得慢，胶棒所受空气阻力可忽略不计而下落得快。 1．自由落体运动的条件 (1)运动条件：初速度为零。 (2)受力条件：除重力外不受其他力的作用。 2．自由落体运动是一种理想化模型 (1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。实际生活中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。 (2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。例如从冰柱上滴落的水滴的运动可看作自由落体运动；而空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动。 【例1】 (多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动 B．如果物体所受空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时物体从静止开始下落的运动是自由落体运动 C．一个棉花团由静止开始下落的运动就是自由落体运动 D．熟透的苹果从树枝静止下落的运动可被视为自由落体运动 BD　解析：自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，A中没有明确物体只受重力作用，A错误；如果空气阻力可以忽略不计，那么从静止下落的物体的运动可以看成自由落体运动，B、D正确，C错误。 [练1] 某同学摇动苹果树时，一个苹果和一片树叶从同一高度处同时由静止落