人教版高中物理必修自由落體運動58張

第二章勻變速直線運動的研究4．自由落體運動目標(biāo)體系構(gòu)建課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動探究核心素養(yǎng)提升素養(yǎng)脈絡(luò)構(gòu)建課堂達(dá)標(biāo)檢測夯基提能作業(yè)目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．知道物體做自由落體運動的條件。2．知道自由落體加速度的大小和方向。3．掌握自由落體運動的規(guī)律，并能解決相關(guān)實際問題。4．了解伽利略研究自由落體運動的科學(xué)思維方法和巧妙的實驗構(gòu)思?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋1．亞里士多德的觀點：物體下落的快慢是由它們的_______決定的。2．伽利略的觀點：重的物體與輕的物體應(yīng)該下落得_________。3．自由落體運動(1)定義：物體只在_______作用下從_______開始下落的運動。(2)特點①運動特點：初速度等于_____的勻加速直線運動。②受力特點：只受_______作用。知識點1自由落體運動重量同樣快重力靜止零重力1．定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都_______，這個加速度叫自由落體加速度，也叫_____________，通常用g表示。2．方向：___________。3．大?。涸诘厍蛏喜煌牡胤剑琯的大小一般是_________，一般計算中g(shù)取______m/s2或10m/s2。知識點2自由落體加速度相同重力加速度豎直向下不同的9.8

1．自由落體運動實質(zhì)上是初速度v0＝____，加速度a＝____的_____________運動。知識點3自由落體運動規(guī)律

0

g

勻加速直線gt

2gh

『判一判』(1)在空氣中自由釋放的物體做自由落體運動。(

)(2)物體在真空中一定做自由落體運動。(

)(3)自由釋放的物體只在重力作用下一定做自由落體運動。(

)(4)在同一地點，輕重不同的物體自由落體加速度一樣大。(

)(5)自由落體加速度的方向垂直地面向下。(

)(6)自由落體運動是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動。(

)預(yù)習(xí)自測×

×

√

√

×

√

『選一選』

(2019·海南省三亞華僑學(xué)校第一學(xué)期期中)“自由落體”演示實驗裝置如圖所示，當(dāng)牛頓管被抽成真空后，將其迅速倒置，管內(nèi)兩個輕重不同的物體從頂部下落到底端，下列說法正確的是(

)A．真空環(huán)境下，物體的重力變?yōu)榱鉈．重的物體加速度大C．輕的物體加速度大D．兩個物體同時落到底端D

『想一想』請你根據(jù)下圖漫畫“洞有多深？”提供的情境，回答下列問題：(1)他們依據(jù)_______________規(guī)律，估算洞的深度。(2)請你對該方法進(jìn)行評估：該方法的優(yōu)點：_________；該方法的不足：_________。(3)若石塊自由下落的時間為3s，估算洞的深度為_____m。自由落體運動見解析見解析45

解析：(1)自由落體運動(2)該方法的優(yōu)點：①所使用的儀器設(shè)備簡單；②測量方法方便；③g的取值熟悉；④運算簡便；課內(nèi)互動探究在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得快；在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛的下落快慢相同。(1)實驗表明：只受重力作用時，物體下落快慢有什么規(guī)律？(2)空氣中的落體運動在什么條件下可看作自由落體運動？提示：(1)相同；(2)初速度為零，忽略空氣阻力。一自由落體運動情境導(dǎo)入1．物體做自由落體運動的條件(1)初速度為零；(2)除重力之外不受其他力的作用。要點提煉2．自由落體運動是一種理想化模型(1)這種模型忽略了次要因素——空氣阻力，突出了主要因素——重力。(在地球上，物體下落時由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運動。)(2)當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時，物體由靜止開始的下落可看作自由落體運動。如在空氣中自由下落的石塊可看作自由落體運動，空氣中羽毛的下落不能看作自由落體運動。3．自由落體運動的特點自由落體運動是初速度v0＝0，加速度a＝g的勻加速直線運動，它只是勻變速直線運動的特例。物體在其他星球上也可以做自由落體運動，但下落的加速度與在地球表面下落的加速度不同。特別提醒

關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是(

)A．質(zhì)量大的物體自由下落時的加速度大B．雨滴下落的過程是自由落體運動C．在自由落體運動過程中，不同質(zhì)量的物體運動規(guī)律相同D．從水平飛行著的飛機上釋放的物體將做自由落體運動思路引導(dǎo)：根據(jù)自由落體運動的條件判斷。典例剖析典題1C解析：自由下落的物體的加速度相同都是重力加速度g；雨滴下落的空氣阻力不能忽略；從水平飛行著的飛機上釋放的物體不是從靜止開始下落即初速度不為零。故選C。思維升華：物體在真空中下落的運動不一定是自由落體運動，因為初速度不一定為零。1．踢毽子是我國民間的一項體育游戲，被人們譽為“生命的蝴蝶”。近年來，踢毽子成為全民健身活動之一。毽子由羽毛和銅錢組成，在下落時總是銅錢在下羽毛在上，如圖所示，對此分析正確的是(

)對點訓(xùn)練CA．銅錢重，所以總是銅錢在下羽毛在上B．如果沒有空氣阻力，也總是出現(xiàn)銅錢在下羽毛在上的現(xiàn)象C．因為空氣阻力的存在，所以總是銅錢在下羽毛在上D．毽子的自由下落是自由落體運動解析：羽毛受到的空氣阻力與自身重力相差不多，對運動的影響很大，而羽毛又和銅錢具有相同的運動情況，故羽毛要受銅錢較大的拖動作用，即羽毛的運動主要是靠銅錢的帶動，所以毽子下落時總是銅錢在下面拉著羽毛。銅錢重不是根本原因，A錯誤，C正確；如沒有空氣阻力，銅錢和羽毛的相對位置是隨機的，B錯誤；可見空氣阻力不能忽略，毽子不是自由落體運動，D錯誤。小球自由下落時的頻閃照片如圖所示，頻閃儀每隔0.04s閃光一次。如何根據(jù)下圖的頻閃照片求出重物的重力加速度？二自由落體加速度情境導(dǎo)入一、對自由落體加速度的理解1．產(chǎn)生原因：地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。2．大?。号c在地球上的緯度以及距地面的高度有關(guān)。要點提煉與緯度的關(guān)系在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大，即赤道處重力加速度最小，兩極處重力加速度最大，但差別很小與高度的關(guān)系在地面上的同一地點，重力加速度隨高度的增加而減小。但在一定的高度內(nèi)，可認(rèn)為重力加速度的大小不變，通常情況下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。3．方向①方向豎直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。②由于地球是球體，各處重力加速度的方向并不相同。二、自由落體加速度的測量1．利用打點計時器測重力加速度(1)按圖示連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端。(2)安裝打點計時器時要使兩限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。(3)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物。增大重力可使阻力的影響相對減?。辉龃竺芏瓤梢詼p小體積，可使空氣阻力減小。(4)先接通電路再放開紙帶。打完一條紙帶后立刻斷開電源。(5)對紙帶上計數(shù)點間的距離h進(jìn)行測量，利用hn－h(huán)n－1＝gT2，求出重力加速度的大小。2．頻閃照相法(1)頻閃照相機可以間隔相等的時間拍攝一次，利用頻閃照相機的這一特點可追蹤記錄做自由落體運動的物體在各個時刻的位置。3．滴水法(1)讓水滴一滴滴落到正下方的盤子里，調(diào)節(jié)閥門，直到清晰聽到每一滴水滴撞擊盤子的聲音。

某同學(xué)用下圖所示裝置測定重力加速度(已知打點頻率為50Hz)(1)實驗時下面的步驟先后順序是_____。A．釋放紙帶B．打開打點計時器典例剖析典題2BA

(2)打出的紙帶如下圖所示，可以判斷實驗時重物連接在紙帶的_____端。(選填“左”或“右”)。(3)已知紙帶上記錄的點為打點計時器打的點，打點計時器在打C點時物體的瞬時速度大小為_______m/s，所測得的重力加速度大小為_______m/s2。(4)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2，請列出測量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€原因___________________________________。左1.17

9.75

紙帶與打點計時器的摩擦；空氣阻力思路引導(dǎo)：根據(jù)用打點計時器測加速度的方法步驟作答。2．(2019·貴州省銅仁一中高一上學(xué)期期中)學(xué)生課外實驗小組使用如圖所示的實驗裝置測量重力加速度大小。實驗時，他們先測量分液漏斗下端到水桶底部的距離s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，調(diào)整閥門使水滴落到桶底發(fā)出聲音的同時，下一滴水剛好從漏斗的下端滴落；用秒表測量第1個水滴從漏斗的下端滴落至第n個水滴落到桶底所用的時間t。對點訓(xùn)練

(1)重力加速度大小可表示為g＝_____(用s、n、t表示)；(2)如果某次實驗中，s＝0.90m，n＝30，t＝13.0s，則測得的重力加速度大小g＝______m/s2；(保留兩位有效數(shù)字)(3)寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：__________________________________。9.6

水滴數(shù)n可適當(dāng)多些；多次測量s及t

如圖所示，屋檐上水滴下落的過程可以近似地看作是自由落體運動。請思考：(1)自由落體運動與勻變速直線運動存在什么關(guān)系？(2)假定水滴從5m高的屋檐上無初速滴落，水滴下落的重力加速度約為9.8m/s2，你能求出水滴落到地面時的速度嗎？三自由落體運動的規(guī)律與應(yīng)用情境導(dǎo)入要點提煉特別提醒

屋檐每隔一定時間滴下一滴水，當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗子的上、下沿，如圖所示(g取10m/s2)，問：(1)此屋檐離地面多高？(2)滴水的時間間隔是多少？典例剖析典題3思路引導(dǎo)：如果將這5滴水的運動等效為一滴水的自由落體，并且將這一滴水運動的全過程分成時間相等的4段，設(shè)時間間隔為T，則這一滴水在0時刻，Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所處的位置，分別對應(yīng)圖示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所處的位置，據(jù)此可用多種方法作出解答。思維升華：運動學(xué)問題的求解一般會有多種解法，進(jìn)行一題多解訓(xùn)練可以熟練地掌握運動學(xué)規(guī)律。3．如圖是用頻閃周期為Δt的相機拍攝的一張真空中羽毛與蘋果自由下落的局部頻閃照片。對點訓(xùn)練是C

核心素養(yǎng)提升

四川樂山大佛開鑿于唐代，歷時約90年，通高71米。雨天水滴從頂上自由下落(時間間隔均為1s)，不考慮一切阻力，則在落地之前，空中先后滴下的兩滴水滴(

)A．距離始終不變B．距離越來越大C．速度差始終不變D．速度差越來越大錯解：AD易錯點：對兩個先后下落的物體的運動關(guān)系分析不清案例BC錯因分析：錯選A項的同學(xué)認(rèn)為水滴均做自由落體運動，運動狀態(tài)相同，距離不變；實際上先下落的速度始終大于后下落水滴的速度，水滴間的距離越來越大；錯選D項的同學(xué)考慮到先下落的水滴的速度大于后下落的水滴的速度，從而想當(dāng)然認(rèn)為兩水滴的速度差越來越大。解析：自由落體運動問題的求解有多種方法，這