第二章 第5节 自由落体运动（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（教科版2019）

第5节　自由落体运动 课程内容要求 核心素养提炼 1.了解亚里士多德关于力与运动的主要观点。 2．了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。认识伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。 3．通过实验探究自由落体运动规律，知道物体做自由落体运动的条件。 4．了解重力加速度的概念、大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。 1.物理观念：物体做自由落体运动的条件，自由落体运动，自由落体运动加速度。 2．科学思维：逻辑推理、实验法、公式法。 3．科学探究：探究自由落体运动加速度的大小。 4．科学态度与责任：体会科学研究方法，分析生活中的自由落体问题。 [对应学生用书P49] 1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的质量决定的。 2．伽利略的观点：重物与轻物应该下落得同样快。 3．伽利略对自由落体运动规律的探究运用了转换变通和合理外推的巧妙方法进行实验，证实了下落距离与时间的平方成正比的猜想。 4．自由落体运动 (1)定义：只在重力作用下，物体由静止开始下落的运动，称为自由落体运动。 (2)特点： ①受力特点：只受重力作用。 ②运动特点：初速度为零的匀加速直线运动。 [思考] 　在月球上，铁球与羽毛在同一高度由同时释放到同时落地。简单解释为什么会出现这种现象？ 提示　月球表面没有空气，铁球与羽毛都做自由落体运动。 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)在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。 (2)在地球上不同地点，g的大小一般不同，g值随纬度的增大而逐渐增大。 (3)一般g取9.8m/s2或10 m/s2。 [判断](对的画“√”，错的画“×”) (1)自由落体运动的速度大小与时间成正比。(√) (2)自由落体运动的位移大小与时间成正比。(×) [对应学生用书P50] 探究点一　对自由落体运动及自由落体加速度的理解 做下面的小实验并认真观察物体的下落情况。 ①将一张纸片和一个金属球同时在同一高度释放，如图甲所示。 ②将纸片揉成团和金属球同时在同一高度释放，如图乙所示。 试结合上述观察到的现象，讨论下列问题： (1)纸片和金属球哪个先落地？为什么？ 提示　金属球先落地，因为空气阻力对纸片下落快慢的影响比对金属球下落快慢的影响大。 (2)纸团和金属球哪个先落地？为什么？ 提示　纸团和金属球几乎同时落地，因为空气阻力对二者下落快慢的影响差别不是很大。 1．对自由落体运动的理解 (1)条件：①初速度为零；②只受重力。 (2)运动性质：初速度v0＝0、加速度a＝g 的匀加速直线运动。 (3)v­t图像：一条过原点的倾斜直线(如图所示)，斜率k＝g。 [特别提醒]　自由落体运动是一种理想化模型，只有当空气阻力比重力小得多时，物体从静止下落的运动才可以当作自由落体运动。 2．对自由落体加速度(重力加速度)的理解 (1)方向：总是竖直向下。 (2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同。 ②大小与在地球上的纬度、距地面的高度有关。 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，南、北两极处重力加速度最大，但差别不大 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。但在不太高的高度内，可认为重力加速度的大小不变 [特别提醒]　 (1)重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”，也不能说是“指向地心”，只有在赤道或两极时重力加速度的方向才指向地心 (2)物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但不同天体表面的重力加速度不同。 关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是(　　) A．质量大的物体g值大 B．同一地点，不同质量物体的g值一样大 C．在地球上任何地方的g值都一样大 D．在赤道处的g值大于北极处的g值 B　[g值与物体的质量大小无关，A错误、B正确；g值在地球上不同地方不同，在赤道处小于北极处，C、D错误。] [训练1]　关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．质量大的物体自由落体时的加速度大 B．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C．雨滴下落的过程是自由落体运动 D．从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可近似看作自由落体运动 D　[所有物体在同一地点的重力加速度相等，与物体质量大小无关，故A错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体，由于惯性具有水平初速度，故不是做自由落体运动，B错误；雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关，速度增大时阻力增大，雨滴的速度增大到一定值时，阻力与重力相比不可忽略，不能认为是自由落体运动，故C错误；从水龙头上滴落的水滴所受空气阻力与重力相比可忽略不计，可认为只受重力作用，