第二章 第四节　自由落体运动-【正禾一本通】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（人教版）

　　　　 第四节 自由落体运动　　　　► 对应学生用书P42 【课程标准】　1.通过实验认识自由落体运动。 2．结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的应用。 知识点一 | 自由落体运动及自由落体加速度 　　　　　　　　　　　　　　　　 教材新知梳理 一、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。 2．实际运动：物体下落时由于受空气阻力的作用，物体的下落不是自由落体运动；只有当空气阻力比较小，可以忽略时，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 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相同。这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。 2．方向：竖直向下。 3．大小： (1)一般g取9.8 m/s2，粗略计算时g取10 m/s2。 (2)g值随纬度升高而增大，随高度升高而减小。 关键核心突破 [情境导思] 1．在著名的比萨斜塔实验中，轻重不同的两个小球为什么能同时落地？ 提示：忽略空气阻力的影响下，两球自由下落的加速度相同。 2．下图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化示意图。根据示意图，跳伞者下降的全过程可看成自由落体运动吗？为什么？跳伞者在下降过程的不同阶段做什么运动？(箭头表示物体受力) 提示：不可以看成自由落体运动，因为下降阶段特别是打开降落伞后，所受空气阻力比较大。跳伞者在下降过程的开始阶段，做加速运动，速度越来越大，但速度增加得越来越慢，打开降落伞后，跳伞者开始做减速运动，速度开始急剧减小，但速度减小得也越来越慢，直到以较小的速度匀速下落到地面。 [要点培优] 1．自由落体运动是一种理想模型 当自由下落的物体所受的空气阻力远小于重力时，物体的运动才可以视为自由落体运动。 2．物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零；(2)只受重力。 3．运动特点：初速度为零，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。 4．对自由落体加速度的理解 (1)产生原因：由地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。 (2)大小：与在地球上的纬度以及距地面的高度有关。 项目 说明 与纬度 的关系 在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，即赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别很小 与高度 的关系 在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小。但在一定的高度内，可认为重力加速度的大小不变 题组应用培优 角度1　自由落体运动的理解 [例1] 踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们称为“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．因为重的物体总是比轻的物体下落得快，所以胶垫总在下 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．因为空气阻力存在，所以总是出现胶垫在下羽毛在上的现象 解析：选D。毽子在自由下落过程，羽毛受到了较大的阻力，所以总是胶垫在下羽毛在上，故不能看作自由落体运动，故A错误，D正确；胶垫在下羽毛在上的原因是胶垫单独下落时加速度大，而不是胶垫重，故B错误；如果没有空气阻力，胶垫和羽毛单独下落的加速度相同，一起下落时不存在胶垫拖着羽毛的情况，故C错误。 角度2　自由落体加速度的理解 [例2] (2023·江苏高中学业考试)关于重力加速度的下列说法中，不正确的是(　　) 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．在地球上同一地点同一高度，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 解析：选A。重力加速度是矢量，既有大小又有方向，故A错误；地球上同一地点，重力加速度相同，地球上不同的地方，重力加速度不同，但相差不大，故B、C正确；在同一地点，重力加速度随着高度的升高而减小，离地面高度越大，重力加速度g越小，故D正确。 [训练]1.关于物体做自由落体运动的加速度g值，下列说法中正确的是(　　) A．重的物体g值大 B．同一地点，轻、重物体的g值一样大 C．g值在地球上任何地方都一样大 D．g值在赤道处大于在北极处 解析：选B。g值与物体轻重无关，A错误，B正确；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道处小于在北极处，C、D错误。 知识点二 | 自由落体运动规律 　　　　　　　　　　　　　　　　 教材新知梳理 1．自由落体运动规律探索回眸 (1)亚里士多德的观点：重物比轻物下落得快。 (2)伽利略的研究 ①归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了亚里士多德的论断。 ②猜想：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动。