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

2.4自由落体运动

【学习目标】

1. 理解自由落体运动的特点和规律，了解伽利略研究落体运动的科学方法和巧妙构思。（重点）
2. 会利用打点计时器测量时间和位移，会利用图像处理实验数据，会利用纸带计算自由落体运动的加速度。（重、难点）
3. 经历并感悟自由落体运动理想化模型的建构过程。（重点）

【学习过程】

任务一：探究高空坠物的理想化模型（请结合生活经验想象坠物情景，仔细阅读教材“自由落体运动” 标题下的内容，思考并回答下列问题）

问题1.（独立思考）

（1）站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？

（2）在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？

（3）结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？

（4）猜想一下：如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落快慢是否相同？

问题2.（预习积累）

（1）自由落体运动的概念：                                                   。

（2）为什么说自由落体运动是一种理想化模型？为什么高空坠物可以以当做自由落体运动来处理？

 

【典例1】踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”。毽子由羽毛和胶垫组成，在下落时总是胶垫在下羽毛在上，如图所示。毽子在下落时，下列说法正确的是（　　）

A．毽子在下落过程中做自由落体运动

B．因为空气阻力存在，所以总是出现胶垫在下羽毛在上的现象

C．如果没有空气阻力，也总是出现胶垫在下羽毛在上的现象

D．因为重的物体总是比轻的物体下落得快，所以胶垫总在下

任务二：研究自由落体运动的运动规律（阅读教材P46实验“研究自由落体运动的规律”和P47“自由落体加速度”标题下的内容，思考并回答下列问题）

问题3.（预习积累）

（1）自由落体运动的运动特点：自由落体运动是一种                             。

你的判断依据是：                                                            。

（2）自由落体加速度

①概念：                                                                   ；

②表示：          ；③标、矢性：                                          ；

④你从P47表格中发现什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？

 

（3）计算自由落体运动的速度和位移

①速度随时间变化的关系式：

②位移随时间变化的关系式：

③速度随位移变化的关系式：

【典例2】（多选）以下关于自由落体运动的说法，正确的是（　　）

A．物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动

B．物体在只有重力作用下的运动叫做自由落体运动

C．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动

D．不同的地点，物体做自由落体的加速度可能不同

【典例3】高空抛物严重威胁人身和财产安全。我国2021年1月正式实施的《中华人民共和国民法典》规定，公民要为高空抛物行为承担法律责任。假设一枚鸡蛋从15层楼楼顶自由下落，不计空气阻力，每层楼高为3m，1m/s=3.6km/h，g取10m/s2，则鸡蛋落地的时间t为（　　）和落地速度大小v为（　　）

A．s B．3s C．54km/h D．108km/h

【典例4】小石块从井口自由下落，经过1s后听到该石块落水的声音，g取10m/s2，则井口到水面的距离（　　）

A．略大于1.25m    B．略小于1.25m      C．略大于5m     D．略小于5m

任务三：领会伽利略对落体运动研究的巧妙构思（阅读教材P48“科学漫步”和P50“STSE”标题下的内容，思考并回答下列问题）

问题4.（独立思考）