第2章 4.2 自由落体运动规律的综合应用（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案聚焦自由落体运动规律的综合应用，通过沙漏沙粒下落、连接体运动等生活现象设计问题导入与思考讨论，衔接自由落体运动特点及规律，帮助学生构建运动图景作为学习支架。 以探究为核心设计三个主题，结合典例与对标训练，通过模型建构、科学推理培养学生运动观念和科学思维，提升提取信息、简化运算及解决复杂实际问题的能力，适配教学需求与学生自主学习。

课时2　自由落体运动规律的综合应用 【定标—核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 理解自由落体运动特点； 熟练掌握自由落体运动规律，并能用自由落体运动规律解决较复杂的实际问题； 1. 提取整合信息，构建合理运动图景； 2. 能利用发散思维从不同角度来思考问题，综合运用运动学知识，合理选取运动过程，简化运算； 3. 通过对比，数学演算，合理分析推理，解决实际问题； 4. 能通过抽象概括，做合理简化，构建基本模型，具备创新思维； 5. 能深刻理解自由落体规律，灵活运用相关公式，具备解决较复杂的实际问题的能力。 1. 有效提取信息，有效整合信息，创建相应的运动图景； 2. 能从不同角度分析问题，解决问题，培养思维的灵活性和创新性； 3. 通过选取研究过程和选用公式，培养推理辨析能力，提高思维的严谨性； 4. 树立抓主要矛盾的科学方法，体会物理建模过程，培养建模能力。 5. 注重分析推理过程，形成正确的运动观。 重点及难点 合理选取研究过程，灵活选用公式； 熟练掌握自由落体运动规律，和运动学结合解决较复杂的实际问题。 题型及难度 选择题为主，是综合性计算题的基础； 难度中等。 【本课时主要内容】 自由落体运动规律 知识导航　gt　gt2　2gh　1∶3∶5　1∶(-1)∶(-)　gT2　gt 探究1　对连续下落物体的研究 【问题导入】 观察图片：图中为沙漏中下落沙子的照片。 【思考与讨论】 1、 照片中呈现的下落的沙粒并非沙粒本身的形状，而是成了一条条模糊的径迹，这是什么原因造成的？ 2、 沙粒在空中分布是均匀的吗？ 典例1 如图所示是沙漏照片.若近似认为沙粒从出口下落的初速度为0.忽略空气阻力,不计沙粒间的相互影响, 设沙粒随时间均匀漏下, 下列推断正确的是 (　　) 　典例1 A. 出口下方 8 cm处的径迹长度约是4 cm处的2倍 B. 出口下方 8 cm处的径迹长度约是4 cm处的4倍 C. 出口下方0~2 cm范围内的沙粒数约与2~4 cm范围内的沙粒数相等 D. 出口下方 0~2 cm范围内的沙粒数约与2~8 cm范围内的沙粒数相等 必备知识 自由落体运动规律. 关键能力　 【答案】D 【解题思路】 对标训练1 利用水滴下落可以粗略测量重力加速度g的大小.某同学调节家中水龙头,让水一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一个盘子,调整盘子的高度,使一滴水刚碰到盘子时,恰好有另一滴水刚开始下落,而空中还有一滴水正在下落.测出此时出水口到盘子的高度为h,从第1滴水开始下落到第n滴水刚落至盘中所用时间为t.下列说法正确的是 (　　) A. 第1滴水刚落至盘中时,第2滴水与盘子的距离为h的一半 B. 相邻两滴水开始下落的时间间隔为 C. 每滴水在空中的下落时间为 D. 此地重力加速度的大小为 【答案】C 【解题思路】 易错提醒 只有初速度为0、不计阻力的落体运动才是自由落体运动. 探究2　同时下落的两物体问题 【问题导入】 如图所示，有A，B两铁球通过长为L的竖直轻绳相连，现同时由静止释放，一起下落。 【思考与讨论】 1、 经时间t，两球的速度各为多少？ 2、 在空中运动时，两球间的距离如何变化？ 3、 两球落地的时间差，和什么因素有关？ 典例2 A、B两铁球质量分别是2m和m,通过长为L的竖直轻绳相连,用手拿着A球,B球距地面高度为h,现由静止释放,两球一起下落.由静止释放到第一个球落地的时间为t1,两球落地时间差为Δt,不计空气阻力,则下列说法正确的是(　　) 　典例2 A. 若仅将h增大,则时间差Δt增大 　B. 若仅将L增大,则时间差Δt增大 C. 若仅将两小球位置互换,则时间差Δt减小D. 若仅将两小球位置互换,t1减小 必备知识 自由落体规律和匀变速运动规律. 关键能力　 【答案】B 【解题思路】 对标训练2 如图所示,两个大小一样的金属小球用长为L的细线连接,a球在上,b球在下,用手拿着a球,测得a球释放时离地面的高度为h,某时刻静止释放a球,两球落地的时间差为Dt,空气阻力忽略不计.下列判断正确的是 (　　) 　对标训练2 A. b球下落的时间大于 B. a球下落的时间小于 C. 重力加速度g= D. b球落地前a球的加速度比b球大 【答案】C 【解题思路】 易错提醒 由轻绳连接的多个物体,在自由下落过程中每个物体都在做自由落体运动,加速度都为自由落体加速度. 探究3　物体下落中相互穿越问题 【问题导入】 如图所示，在足够高的空间中，有一根空心管，在它的正上方有一滴雨滴。 【思考与讨论】 1、 如果他们同时开始下落，雨滴能穿过空心管吗？ 2、 若空心管固定，则雨滴穿过空心管需要多长时间？ 典例3 如图所示,在足够高的空间中,有一根长为15 m的空心管,在它的正上方5 m处有一滴可以看作质点的雨滴,雨滴与管的轴线重合,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　　) 　典例3 A. 若雨滴和管同时无初速度下落,则雨滴穿过管的时间为2 s B. 若雨滴无初速度下落,管固定不动,则雨滴穿过管的时间为2 s C. 雨滴和管均无初速度下落,但雨滴提前1.2 s下落,则雨滴穿过管的时间为 s D. 雨滴和管均无初速度下落,但雨滴提前1.2 s下落,则雨滴穿过管的时间为 s 必备知识 自由落体运动规律和匀变速运动规律. 关键能力　 【答案】C 【解题思路】 对标训练3 如图所示,一长为D=0.4 m的金属管从楼顶自由下落,金属管下端的正下方h=0.8 m处有一高为L=2 m的窗户,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　) 　对标训练3 A. 金属管穿过窗户所用时间为0.5 s B. 金属管下端到达窗户上沿的速度为2 m/s C. 金属管下端到达窗户下沿的速度为2 m/s D. 金属管上端到达窗户下沿的速度为8 m/s 【答案】D 【解题思路】 w 易错提醒 注意是求整个运动过程的时间还是穿过过程时间. 学科网（北京）股份有限公司 $