第二章 第四节 自由落体运动-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第四节　自由落体运动 【核心素养目标】 物理观念 理解自由落体运动的概念。 科学思维 知道物体做自由落体运动的条件，能根据自由落体运动的规律进行相关的分析与计算。 科学探究 通过实验研究自由落体运动，并能测定自由落体运动的加速度。 知识点一　影响物体下落快慢的因素　自由落体运动 如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同。 (1)为什么抽掉空气后金属片和羽毛下落快慢相同？ (2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？ 提示：(1)因为没有空气阻力　(2)空气阻力的作用可以忽略 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，物体下落快慢是由它们的重量决定的。 (2)伽利略的观点：重的物体不会比轻的物体下落得快。 (3)实验结论：物体下落快慢与物体的轻重无关。 2．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叫作自由落体运动。 (2)物体的下落可以看作自由落体运动的条件 空气阻力的作用较小，可以忽略不计。 (3)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，方向总是竖直向下的，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，用符号g表示。 1．(2022·江苏淮安月考)关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．自由落体运动的物体不受任何外力 B．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 C．只在重力作用下的竖直向下的运动就是自由落体运动 D．在自由落体运动过程中，质量不同的物体运动规律不同 B　[做自由落体运动的物体仅受重力作用，故A错误；自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动，故B正确，C错误；自由落体运动就是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，质量不同的物体运动规律是相同的，故D错误。] 2．(2022·天津高一期中)关于自由落体运动、重力加速度的说法，正确的是(　　) A．竖直向下的运动一定是自由落体运动 B．重力加速度方向指向地心 C．同一地点，轻重物体的g值一样大 D．g值在赤道处大于在北极处 C　[自由落体运动是只在重力作用下由静止开始的运动，竖直向下的运动不一定是自由落体运动，选项A错误；重力加速度方向竖直向下，不一定指向地心，选项B错误；同一地点，轻重物体的g值一样大，选项C正确；g值在赤道处小于在北极处，选项D错误。] 学生用书↓第46页 1．自由落体运动 (1)自由落体运动是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例。 (2)自由落体是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。 (3)运动图像：自由落体运动的v -t图像(如图)是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g。 2．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与在地球上的纬度有关 a．在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大。 b．赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别不大。 ③一般计算中g取9.8 m/s2，粗略计算中g取10 m/s2。 知识点二　自由落体运动的规律 如图所示，漫画中的人用石头来估测水井的深度。你认为有道理吗？为什么？ 提示：石头释放后在水井中下落的过程可以认为是自由落体运动，由h＝gt2可知，只要测出石头下落至水面的时间t，即可算出水井的深度。因声音在空气中的传播速度较大，石头落水声上传至人耳的时间可以忽略，故从石头开始下落到听到石头落水声的时间可认为等于石头自由下落的时间t。综上所述，漫画中的人用石头来估测水井的深度是合理的。 1．自由落体运动的性质 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动。 2．自由落体运动的速度公式、位移公式：vt＝gt，s＝gt2。 【判断正误】 1．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。(√) 2．自由落体运动在1 s内速度的增加量约为9.8 m/s。(√) 3．自由落体运动在第1 s内和第2 s内下落的位移比为1∶4。(×) 1．自由落体运动的基本公式 匀变速直线运动规律自由落体运动规律 　　　 (1)由vt＝gt知，运动时间越长，速度越大，运动速度与时间成正比。 (2)由v＝2gs⇒vt＝，可知下落高度越大，速度越大，下落高度决定速度的大小。 (3)由s＝gt2⇒t＝，可知自由落体运动的时间由下落高度决定。 2．匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、逐差相等公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。 (多选)(2022·山东安丘高一期中)2022国际泳联跳水世界杯中，中国跳水“梦之队”在参赛的8个项目中包揽全部金牌。跳水运动