高一物理人教版学案2.4自由落体运动

第4节自由落体运动导学案【学习目标】1.通过实验探究自由落体运动，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。2.知道物体做自由落体运动的条件。通过实验探究自由落体运动的规律，了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。【学习重难点】1.了解探索自由落体运动规律的过程，了解实验及科学的思维方法在探究过程中的重要作用。（重点）

2.通过实验探究自由落体运动规律的过程。（重点、难点）【知识回顾】一、匀变速直线运动的位移1.公式：2.对位移公式的理解:（1）只适用于匀变速直线运动；（2）因为υ0、α、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。（一般以υ0的方向为正方向）（3）若v0=0，x＝eq\f(1,2)at2二、速度与位移的关系1.公式：2.对位移公式的理解:（1）只适用于匀变速直线运动；（2）因为v、υ0、α、x均为矢量，使用公式时应先规定正方向。（一般以υ0的方向为正方向）（3）若v0=0，【自主预习】一、自由落体运动1.定义：物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。2.条件：①只受重力作用；②从静止开始3.如果实际问题中，空气阻力与其重力相比很小，可以忽略，则物体的下落也可近似看作自由落体运动。二、自由落体运动加速度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.重力加速度的不同：（1）地球上不同地方重力加速度值大小不一样，赤道处重力加速度g值较小，南北极重力加速度g值较大。（2）一般取值g=9.8m/s2，有时有特别说明g=10m/s2。【课堂探究】思考与讨论：站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个下落的快？一、自由落体运动伽利略认为由亚里士多德“重的物体下落快”的论断，会推出矛盾的结论。动手小实验：【思考与讨论】(1)物体下落的快慢是否与质量有关？(2)你认为影响物体下落快慢的可能的因素什么？【牛顿管实验演示】【新授内容】1.定义：物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。2.条件：①只受重力作用；②从静止开始3.如果实际问题中，空气阻力与其重力相比很小，可以忽略，则物体的下落也可近似看作自由落体运动。【思考与讨论】(1)从前面的实验中我们看到，自由落体运动是什么性质的运动呢？(2)它的加速度在下落过程中是否变化呢？(3)你是否可以大胆的假设加速度不变呢？二、自由落体运动加速度【思考与讨论】你是否可以利用以下实验器材设计一个实验来研究自由落体运动的规律呢？【实验思路与方案】(1)实验思路：利用打点计时器能够把做自由落体运动的物体的位置和相应的时刻记录下来，根据对匀变速直线运动的研究，测量物体下落的速度，进而研究自由落体运动速度变化的规律，以证实自由落体运动是否是匀加速直线运动，并求出加速度的大小。(2)实验方案：实验装置如图所示。打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。改变重物的质量，重复上面的实验。(3)数据记录：(4)数据分析：根据测得数据做出vt图像(5)实验结论：①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。②加速度恒定(约为9.8m/s2，与物体的质量无关)。【实验演示】【新授内容】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：竖直向下你从表中能发现什么规律？3.重力加速度的不同：（1）地球上不同地方重力加速度值大小不一样，赤道处重力加速度g值较小，南北极重力加速度g值较大。（2）一般取值g=9.8m/s2，有时有特别说明g=10m/s2。做一做：用测自由落体加速度自由落体运动的公式vv=gth=12gt2v2=2ghx=ha=gv0=0x=ha=gv0=0【学以致用动手小实验】(1)若给你一把刻度尺，你是否可以测一下你的反应时间呢？两名同学相互配合试试看。(2)你是否可以用一把测长度的刻度尺改造成一把测“人反应时间的测量尺”呢？课堂小结：【自我测评】1．如图所示为意大利的比萨斜塔，传说伽利略在此做过落体实验。如果我们在一个晴朗无风的日子里，从比萨斜塔上同一高处，同时释放两个实心金属球，则（）

A．质量较大的球先到达地面B．两个球同时到达地面C．体积较大的球先到达地面D．质量较小的球先到达地面【答案】B【详解】忽略空气阻力，根据自由落体运动的公式得可见运动时间与质量和体积都没有关系，所以两个球同时到达地面。故选B。2．一物体从离地面45m高处做自由落体运动（g取10m/s2），则下列选项中不正确的是（）A．物体运动3s后落地B．物体落地时的速度大小为30m/sC．物体在落地前最后1s内的位移为25mD．物体在整个下落过程中的平均速度为20m/s【答案】D【详解】A．物体做自由落体运动，根据，解得故物体运动3s后落地，故A正确，不符合题意；B．物体落地时的速度v＝gt＝10×3m/s＝30m/s故B正确，不符合题意；C．物体在前2s内的位移故物体在落地前最后1s内的位移Δh＝h－h′＝45m－20m＝25m故C正确，不符合题意；D．物体在整个下落过程中的平均速度故D错误，符合题意。故选D。3．某同学在墙前连续拍照时，恰好有一小白色重物从墙前的某高处由静止落下，拍摄到重物下落过程中的一张照片如图所示。由于重物的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每层砖的平均厚度为6.0cm，这个照相机的曝光时间为2.0×10－2s，则（

）A．石子下落到A位置时的速度约为60m/sB．石子下落到A位置时的速度约为12m/sC．石子下落到A位置所需的时间约为0.6sD．石子下落到A位置所需的时间约为1.2s【答案】C【详解】由图可以看出，在曝光的时间内，物体下降了大约有两层砖的厚度，所以AB段的平均速度为由于时间极短，A点的速度近似为6m/s，由v=gt，可得下降的时间为故选C。4．为了测量反应时间，两同学进行了如下实验。如图所示，将直尺朝下放置（0刻度图中未画出），A同学用手捏住直尺上端，B同学用一只手（图中未画出）在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备。在A同学放开手指让直尺下落时，B同学立刻捏住直尺。读出捏住位置的刻度，即为直尺下落的距离，从而估算反应时间。为了方便测量，同学们将另一把直尺的刻度进行改造，以相等时间间隔在直尺上标记反应时间的刻度线，制作了“反应时间测量仪”。下列四幅图中直尺的标度（单位：s）以及测量时的摆放方式正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【详解】由题意可知，手的位置在开始时放在0刻度处，所以0刻度要在下边，直尺做自由落体运动的位移h=gt2位移与时间的二次方成正比，所以随时间的增大，刻度尺的间距增大，故ACD错误，B正确；故选B。5．关于自由落体运动，下列说法错误的是（）A．物体竖直向下的匀加速运动一定是自由落体运动B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动C．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体的下落可视为自由落体运动【答案】AD【详解】自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，物体做自由落体运动时仅受重力作用，当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体由静止开始的下落可视为自由落体运动。BC正确，AD错误。本题选错误的，故选AD。6．在近地空中某一位置处有A、B两个小球，先让A球自由下落1s后，再让B球开始自由下落．在A球落地前，下列说法正确的是（）A．A、B两