2.4 自由落体运动 学案-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第2章 匀变速直线运动的研究 第4讲 自由落体运动 第2章 第4讲 自由落体运动 课前预习（自己翻阅书填写） 一、自由落体运动 1．定义：物体只在（ ）作用下从（ ）开始下落的运动． 2.运动性质：初速度等于（ ）直线运动． 3．受力特点：只受（ ）作用． 4．自由落体运动的条件：运动条件：初速度为（ ）；受力条件：除（ ）外不受其他力的作用． 二、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（ ），这个加速度叫自由落体加速度． 2．方向：竖直（ ）． 3．大小：(1)在地球上的同一地点：一切物体自由下落的加速度都（ ）． (2)在地球上不同的地点：g的大小一般是不同的，g值随纬度的增大而逐渐（ ），随海拔高度的增加而（ ）． (3)一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2. 三、伽利略对自由落体运动的研究 1．问题发现 亚里士多德观点：重物下落得（ ），轻物下落得（ ）． 矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论． 伽利略观点：重物与轻物下落得（ ）． 2．猜想与假说 伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的（ ）运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说． 3．理想斜面实验 (1)如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成正比，即x∝t2. (2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t. (3)斜面倾角一定时，判断x∝t2是否成立？ (4)改变小球的质量，判断x∝t2是否成立？ (5)将斜面倾角外推到θ＝90°情况——小球自由下落，认为小球仍会做（ ）运动，从而得到了自由落体运动的规律． 4．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和（ ）(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广． 课堂讲解 知识点1、自由落体运动 1．自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动． 2．物体受力特点：只受重力作用． 3．物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用． 例1、(多选)在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时从静止开始下落，下列说法中正确的是(　　) A．重的石块先着地 B．轻的木块先着地 C．在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度和位移 D．二者在下落这段时间内的平均速度相等 变式1、在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片中符合事实的是(　 　) 知识点2、自由落体加速度 例2、关于重力加速度，下面说法正确的是(　 　) A．轻、重物体重力加速度不同 B．重力加速度表示自由下落物体运动的快慢 C．重力加速度表示自由下落物体运动的速度变化的大小 D．重力加速度表示自由下落物体运动的速度变化的快慢 变式2、(多选)关于重力加速度的下列说法中，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 知识点3、自由落体运动规律 1．自由落体运动是初速度等于0的匀加速直线运动． 2．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，用符号g表示． 3．从释放时开始计时，经过时间t，下落物体获得的速度v(瞬时速度)及下落的高度h，满足关系式： v＝gt h＝gt2 v2＝2gh 4.匀变速直线运动规律均适用于自由落体运动 自由落体运动是匀加速直线运动，分析匀变速直线运动的各种方法对于自由落体运动均适用. 5.自由落体运动某中间过程的分析方法 （1）自由落体运动法：从物体下落时开始研究，如求物体下落后第4 s内的位移，可以用自由落体前4 s的位移与前3 s的位移的差求得. （2）匀加速直线运动法：如求物体下落后第4 s内的位移，可以先根据v0＝gt1求出第4 s内的初速度，再利用h＝v0t2＋求出相应的位移. 例3、研究发现，物体在火星上的落体规律与在地球上相似，若在火星表面上，做自由落体运动的物体在开始1.0 s内下落x1＝4.0 m. (1)火星表面的重力加速度g火是多大？ (2)该物体从某高处由静止开始落下，第5 s末时(未落到火星表面)的速度是多大？ 变式3、从