人教版高中物理必修第一册 2.4自由落体运动 学案.docVIP

2.4 自由落体运动 学习目标 1、知道物体做自由落体运动的条件，运用自由落体运动规律解决实际问题； 2、了解伽利略对自由落体运动的是过程，领会伽利略的思想和方法； 3、用过实验探究自由落体运动加速度的特点，了解重力加速度的大小、方向。 重点难点 1、了解自由落体运动的特点和规律（重点） 2、运用自由落体运动规律解决实际问题（重点） 3、对自由落体运动实验加速度的探究以及对实验数据的自主分析（难点） 自主探究 自由落体运动 定义:物体只在______作用下从_____开始下落的运动。 物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用_______,可以忽略。 自由落体加速符 定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都_____，这个加速度叫自由落体 加速度，也叫_______，通常用g表示。 方向：________. 大小：在地球上同一地点，重力加速度的值固定不变，但是在地球上不同的地点， 重力加速度的值略有不同。在粗略计算中，可以取g=10m/s2，如果没有特 殊说明，按g=9.8m/s2进行计算。 自由落体运动的规律 自由落体是初速度为0的______运动，且加速度为_______.将匀变速直线运动的公式或关系式中的取为0，a取为g，x换为h，就可以得到自由落体运动的公式或关系式。 伽利略对自由落体运动的研究 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。 伽利略的研究： ①逻辑归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过了逻辑推理，否定了“______” 的论断。 ②猜想与假说：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的匀变运动，它的速度应该是________. ③数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与所有时间的二次方成正比。 ④间接验证：让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球滚下的位移x和所用时间t.实验表明：小球沿斜面滚下的运动是匀变速直线运动；斜面倾角一定时，小球的加速度相同；小球的加速度随斜面倾角的增大而_____. ⑤合理外推：伽利略认为当斜面倾角为90°时，小球将自由下落，仍会做_____运动。 探究思考 一、自由落体运动及其加速度 （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的匀加速的直线运动。是匀变速直线运动的特例。 v-t图像是一条过原点的倾斜直线，斜率k=g. （4）对重力加速度的理解： ①产生原因：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 加而增加，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方向：竖直向下。由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的。 【典例一】1、关于自由落体运动及重力加速度的说法,正确的是(?? ) A.竖直向下的运动一定是自由落体运动B.苹果从树枝开始自由下落的运动可视为自由落体运动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 解题思路：解：A、自由落体运动的初速度为零，仅受重力，做加速度为g的匀加速直线运动，故A错误：B、熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动，阻力较小可以忽略，故可被视为自由落体运动，故B正确；C、同一地点上的重力加速度g是相同的，故C正确；D、g值在赤道处最小，两极处最大，故D错误。 答案：BC 自由落体运动的规律 匀变速直线运动运动规律自由落体运动规律 匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式，位移差公式、初速度为零的匀变 速直线运动的比例式，都适用于匀变速直线运动。 【典例二】2、从离地面80m的高空自由落下一个小球，g取10m/s2，求：（1）经过多长时间小球落到地面； （2）自开始下落计时，小球在第1s内的位移大小和最后1s内的位移大小； （3）小球下落时间为总时间一半时的位移大小． 解题思路：根据可知落地时间：；第1s内的位移为；前3s内的位移为；最后1s内的位移为；小球下落时间为总时间一半时的位移为。 答案：（1）4s （2）5m 35m （3）35m