人教版高中物理必修自由落体运动58张

第二章匀变速直线运动的研究4．自由落体运动目标体系构建课前预习反馈课内互动探究核心素养提升素养脉络构建课堂达标检测夯基提能作业目标体系构建【学习目标】

1．知道物体做自由落体运动的条件。2．知道自由落体加速度的大小和方向。3．掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题。4．了解伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思。【思维脉络】课前预习反馈1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的_______决定的。2．伽利略的观点：重的物体与轻的物体应该下落得_________。3．自由落体运动(1)定义：物体只在_______作用下从_______开始下落的运动。(2)特点①运动特点：初速度等于_____的匀加速直线运动。②受力特点：只受_______作用。知识点1自由落体运动重量同样快重力静止零重力1．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。2．方向：___________。3．大小：在地球上不同的地方，g的大小一般是_________，一般计算中g取______m/s2或10m/s2。知识点2自由落体加速度相同重力加速度竖直向下不同的9.8

1．自由落体运动实质上是初速度v0＝____，加速度a＝____的_____________运动。知识点3自由落体运动规律

0

g

匀加速直线gt

2gh

『判一判』(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动。(

)(2)物体在真空中一定做自由落体运动。(

)(3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动。(

)(4)在同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大。(

)(5)自由落体加速度的方向垂直地面向下。(

)(6)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。(

)预习自测×

×

√

√

×

√

『选一选』

(2019·海南省三亚华侨学校第一学期期中)“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内两个轻重不同的物体从顶部下落到底端，下列说法正确的是(

)A．真空环境下，物体的重力变为零B．重的物体加速度大C．轻的物体加速度大D．两个物体同时落到底端D

『想一想』请你根据下图漫画“洞有多深？”提供的情境，回答下列问题：(1)他们依据_______________规律，估算洞的深度。(2)请你对该方法进行评估：该方法的优点：_________；该方法的不足：_________。(3)若石块自由下落的时间为3s，估算洞的深度为_____m。自由落体运动见解析见解析45

解析：(1)自由落体运动(2)该方法的优点：①所使用的仪器设备简单；②测量方法方便；③g的取值熟悉；④运算简便；课内互动探究在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快；在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛的下落快慢相同。(1)实验表明：只受重力作用时，物体下落快慢有什么规律？(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？提示：(1)相同；(2)初速度为零，忽略空气阻力。一自由落体运动情境导入1．物体做自由落体运动的条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用。要点提炼2．自由落体运动是一种理想化模型(1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。(在地球上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。)(2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。如在空气中自由下落的石块可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动。3．自由落体运动的特点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。物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的加速度不同。特别提醒

关于自由落体运动，下列说法正确的是(

)A．质量大的物体自由下落时的加速度大B．雨滴下落的过程是自由落体运动C．在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同D．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动思路引导：根据自由落体运动的条件判断。典例剖析典题1C解析：自由下落的物体的加速度相同都是重力加速度g；雨滴下落的空气阻力不能忽略；从水平飞行着的飞机上释放的物体不是从静止开始下落即初速度不为零。故选C。思维升华：物体在真空中下落的运动不一定是自由落体运动，因为初速度不一定为零。1．踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”。近年来，踢毽子成为全民健身活动之一。毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上，如图所示，对此分析正确的是(

)对点训练CA．铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上B．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象C．因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下羽毛在上D．毽子的自由下落是自由落体运动解析：羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多，对运动的影响很大，而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况，故羽毛要受铜钱较大的拖动作用，即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动，所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛。铜钱重不是根本原因，A错误，C正确；如没有空气阻力，铜钱和羽毛的相对位置是随机的，B错误；可见空气阻力不能忽略，毽子不是自由落体运动，D错误。小球自由下落时的频闪照片如图所示，频闪仪每隔0.04s闪光一次。如何根据下图的频闪照片求出重物的重力加速度？二自由落体加速度情境导入一、对自由落体加速度的理解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：与在地球上的纬度以及距地面的高度有关。要点提炼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，两极处重力加速度最大，但差别很小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。但在一定的高度内，可认为重力加速度的大小不变，通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。3．方向①方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。②由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。二、自由落体加速度的测量1．利用打点计时器测重力加速度(1)按图示连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端。(2)安装打点计时器时要使两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。(3)应选用质量和密度较大的重物。增大重力可使阻力的影响相对减小；增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。(4)先接通电路再放开纸带。打完一条纸带后立刻断开电源。(5)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2，求出重力加速度的大小。2．频闪照相法(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置。3．滴水法(1)让水滴一滴滴落到正下方的盘子里，调节阀门，直到清晰听到每一滴水滴撞击盘子的声音。

某同学用下图所示装置测定重力加速度(已知打点频率为50Hz)(1)实验时下面的步骤先后顺序是_____。A．释放纸带B．打开打点计时器典例剖析典题2BA

(2)打出的纸带如下图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的_____端。(选填“左”或“右”)。(3)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为_______m/s，所测得的重力加速度大小为_______m/s2。(4)若当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因___________________________________。左1.17

9.75

纸带与打点计时器的摩擦；空气阻力思路引导：根据用打点计时器测加速度的方法步骤作答。2．(2019·贵州省铜仁一中高一上学期期中)学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。对点训练

(1)重力加速度大小可表示为g＝_____(用s、n、t表示)；(2)如果某次实验中，s＝0.90m，n＝30，t＝13.0s，则测得的重力加速度大小g＝______m/s2；(保留两位有效数字)(3)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：__________________________________。9.6

水滴数n可适当多些；多次测量s及t

如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。请思考：(1)自由落体运动与匀变速直线运动存在什么关系？(2)假定水滴从5m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落的重力加速度约为9.8m/s2，你能求出水滴落到地面时的速度吗？三自由落体运动的规律与应用情境导入要点提炼特别提醒

屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示(g取10m/s2)，问：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？典例剖析典题3思路引导：如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段，设时间间隔为T，则这一滴水在0时刻，Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所处的位置，分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置，据此可用多种方法作出解答。思维升华：运动学问题的求解一般会有多种解法，进行一题多解训练可以熟练地掌握运动学规律。3．如图是用频闪周期为Δt的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。对点训练是C

核心素养提升

四川乐山大佛开凿于唐代，历时约90年，通高71米。雨天水滴从顶上自由下落(时间间隔均为1s)，不考虑一切阻力，则在落地之前，空中先后滴下的两滴水滴(

)A．距离始终不变B．距离越来越大C．速度差始终不变D．速度差越来越大错解：AD易错点：对两个先后下落的物体的运动关系分析不清案例BC错因分析：错选A项的同学认为水滴均做自由落体运动，运动状态相同，距离不变；实际上先下落的速度始终大于后下落水滴的速度，水滴间的距离越来越大；错选D项的同学考虑到先下落的水滴的速度大于后下落的水滴的速度，从而想当然认为两水滴的速度差越来越大。解析：自由落体运动问题的求解有多种方法，这