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（鲁科版2019）

第5节　自由落体运动 核心素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.知道自由落体运动的条件、特点、性质． 2．知道自由落体运动是匀变速直线运动，知道重力加速度． 3．了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法， 了解亚里士多德关于力与运动的主要观点． 1.通过自由落体运动模型的建构， 体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑、 分析和判断的科学研究方法， 领悟伽利略的科学思想． 2．掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题． 1.通过实验测量自由落体加速度的大小及落体运动的规律． 2．利用自由落体运动规律测量人的反应时间． 在实验中，养成实事求是的科学态度，且有与他人合作的意愿；增强运动规律服务生产生活的意识．知道实验器材的改进能促进人类的认知发展． 知识点一 自由落体运动的特点 1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动． 2．条件：(1)初速度为零；(2)只受重力作用． 3．性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动． 1．物体从静止下落的运动是自由落体运动．(　×　) 2．只在重力作用下的运动是自由落体运动．(　×　) 3．空气中从静止释放的铁球的运动可以看作自由落体运动．(　√　) 知识点二 自由落体运动的加速度 1.重力加速度 (1)定义：物体自由下落时具有的加速度源于物体所受的重力作用，称为重力加速度，用字母g表示． (2)方向：地球上重力加速度的方向总是竖直向下． (3)大小 在地球上不同地点的重力加速度大小有差异，一般的计算中，g通常取9.8_m/s2，在粗略计算时，g还可以取10_m/s2． 2．自由落体运动的公式 (1)自由落体的特点：v0＝0，a＝g. (2)速度公式：v＝gt． (3)位移公式：h＝gt2． (4)速度—位移关系式：v2＝2gh． 1．在同一地点，质量不同的物体，重力加速度不相同．(　×　) 2．重力加速度的方向总是垂直地面向下的．(　×　) 3．重力加速度的大小与物体的质量无关．(　√　) 知识点三 自由落体运动规律探索回眸 1.亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量决定的． 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，否定了他的论断． (2)猜想：自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的． (3)数学推理：伽利略通过数学推理得出对于初速度为0的匀变速直线运动应有s∝t2． (4)伽利略采用了间接验证的方法，让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球从不同起点滚动的位移s和所用时间t. 结果表明：小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的．增大斜面的倾角，小球的加速度随斜面倾角的增大而变大． (5)合理外推：伽利略将斜面倾角外推到90°时的情况，小球的运动就成为自由下落，伽利略认为小球仍会做匀变速直线运动． 1．最早对自由落体运动进行科学的研究，否定了亚里士多德错误论断的科学家是牛顿．(　×　) 2．亚里士多德的观点是：重物、轻物下落得一样快．(　×　) 3．伽利略通过实验证明了，只要斜面的倾角一定，小球自由滚下的加速度是相同的．(　√　) 探究点一　自由落体运动的特点　(运动观念之形成) ►情境探究 树上挂着熟透了的苹果掉了下来．从现象看自由落体运动的轨迹如何？初速度是多少？速度如何变化？它是什么运动？ 提示：竖直下落．开始时静止，速度越来越快．匀加速直线运动． ►探究归纳 1．自由落体运动的受力特点 自由落体运动是一种理想化的运动，物体在空气中的运动都要受到阻力的作用，但当自由下落的物体所受的空气阻力远小于物体的重力时，物体的运动可视为自由落体运动． 2．自由落体运动的实质 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，它只是匀变速直线运动的特例． 3．对重力加速度的理解 (1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的． (2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关．在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小．在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变． (3)重力加速度的方向总是竖直向下． ►对点例练 关于重力加速度的说法，正确的是(　　) A．在比萨斜塔同时由静止释放一大一小两个金属球，二者同时着地，说明二者运动的加速度相同，这个加速度就是当地的重力加速度 B．地球上各处的重力加速度g值都相同 C．济南的重力加速度为9.8 m/s2，说明在济南做下落运动的物体，每经过1 s速度增加9.8 m/s D．黑龙江和广州的重力加速度都竖直向下，两者的方向相同 A　解析：在比萨斜塔释放的