第2章 第4节 自由落体运动（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（粤教版2019）

第四节　自由落体运动 核心素养导学 物理观念 (1)了解亚里士多德关于物体下落运动的主要观点。 (2)知道物体做自由落体运动的条件。 (3)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。 科学思维 (1)理解重力加速度的特点。 (2)理解自由落体运动的规律及应用。 科学探究 (1)了解伽利略通过逻辑推理与实验相结合的方法研究自由落体运动。 (2)通过实验探究自由落体运动，经历抽象概括和推理的过程。 (3)通过实验，探究自由落体运动的规律。 科学态度与责任 认识伽利略的科学研究方法对科学发展和人类进步中的作用和重大意义。 一、影响物体下落快慢的因素　自由落体运动 1．影响物体下落快慢的因素 (1)亚里士多德的观点：重的物体下落快，轻的物体下落慢。 (2)伽利略利用“归谬法”否定了亚里士多德的观点。 (3)实验探究： ①将面积相同的硬币和纸片同时从同一高度由静止自由下落，硬币下落快。 ②两张一样的纸，将其中一张搓成团，另一张铺平，从同一高度同时由静止开始释放，纸团下落快。 ③一张大纸和一张小纸，将小纸搓成团，大纸铺平，从同一高度同时由静止开始释放，小纸下落快。 结论：物体下落快慢与物体的轻重无关。 2．自由落体运动 (1)利用牛顿管研究物体下落运动。 将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片下落得快，羽毛下落得慢。将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同。 结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，如果空气阻力的影响很小，可以忽略时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。 (2)定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 (3)条件：只受重力作用，初速度为零。 (4)实际落体运动的处理：如果空气阻力的作用较小，可以忽略不计，物体的下落可以看作自由落体运动。 二、自由落体运动的规律 1．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，方向总是竖直向下的，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫重力加速度。 (2)方向：竖直向下。 (3)大小：在地球上同一个地点，g的大小一定；在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。在一般的计算中，g可以取9.8 m/s2，粗略计算可以取10_m/s2。 (1)重力加速度的方向虽然竖直向下，但不同位置的重力加速度的方向并不相同。 (2)在地球上的不同地方，重力加速度的大小有所不同，但差别很小。　　 2．自由落体运动的规律 (1)自由落体运动是初速度为零、加速度为重力加速度的匀加速直线运动。 (2)把初速度v0取为零，并用g代替加速度a，分别代入匀变速直线运动的基本公式中可得：vt＝gt、s＝gt2。 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)甲图中羽毛和小金属片均做自由落体运动。(×) (2)乙图中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．观察下列两幅图片，思考有关问题： (1)伽利略的“比萨斜塔实验”：让重的铁球和轻的铁球同时下落，发现两球几乎同时落地。简单解释为什么？ (2)宇航员在月球上的“实验”：铁球与羽毛同时由静止释放，同时落地。简单解释为什么？ 提示：(1)空气阻力对两个铁球的运动的影响可以忽略，两球下落可以看成自由落体运动，由公式s＝gt2可知二者下落时间相同。 (2)月球表面没有空气，铁球与羽毛都做自由落体运动，由公式s＝gt2可知二者下落时间相同。 新知学习(一)|自由落体运动及重力加速度 [任务驱动] 如图所示，这两名跳伞运动选手有不同的体重，自由落体加速度的大小与他们的质量有关吗？ 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．对自由落体运动的理解 (1)条件：①初速度为0，②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。 [特别提醒]　(1)自由落体运动是一种理想化模型。 (2)只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体从静止开始下落的运动才可以视为自由落体运动。 2．对自由落体加速度(重力加速度)的理解 (1)方向：竖直向下。 (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