2.4 自由落体运动 导学案—2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.4 自由落体运动 导学案—2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-10 11:24:25 | ||
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文档简介
2.4 自由落体运动
【学习目标】
1．理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2．理解自由落体运动的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。
3．掌握自由落体运动的规律。
【学习重难点】
1．自由落体运动的规律。
2．重力加速度的大小及方向。
3．自由落体运动的探究过程。
【学习过程】
一、知识回顾
1．自由落体运动是物体 作用下，从 下落的运动。
2．自由落体运动的特征：
（1） ；
（2） ；
（3） ；
（4） ；
二、自由落体运动的科学探究过程
（一）提出问题
自由落体运动的规律是怎样的？
（二）作出猜想
自由落体运动是 。
（三）分析验证
需证明其速度均匀变化，即加速度ａ为 。
1．公式推导：
2．填表计算：
3．产生误差的原因是
（四）得出结论
1．自由落体运动是一种初速度为零的匀变速度直线运动。
2．重力加速度g
（1）方向 。
（2）一般计算中g= ，粗略计算时g= 。
（3）不同地点，g值一般不同，距地面越高，g值 ；重力加速度g随纬度的 增加而 ，两极 ，赤道 。
3．自由落体运动的公式
（1）速度公式：
（2）位移公式：
例题：屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多大？（g=10m/s2）
讨论与交流：雨滴大约在1．5km左右的高空形成并开始下落。计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8m／s。为什么它们的差别会这么大？
当堂反馈
1．椰子从距地面高度的树上由静止落下，不计椰子下落时受到的空气阻力，取重力加速度大小，那么椰子在距地面处时的速度大小为（ ）
A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s
2．初中物理的第一课，我们曾提出过“苹果为什么总是落向地面，按怎样的规律下落？”等奇妙的物理问题。现在大家知道，真空中的羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放，拍下的频闪照片正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．在某静止的塔吊顶上操作工人不小心掉落一串钥匙，忽略空气对钥匙的作用力，3s末钥匙落地，重力加速度g=10m/s2，则塔吊顶离地面的高度约为（ ）
A．20 m B．25 m
C．40 m D．45 m
4．某同学想测一细绳的长度，手头没有刻度尺，只有秒表，他找来两个相同的小球A和B，在楼顶自由释放小球A，测得小球的下落时间约2s。把A和B两小球分别拴在细绳两端，手持A球，小球B自然下垂，小球A再次由第一次位置自由释放后，测得两球的落地时间差约为1s，不计空气阻力，则细绳的长度约为（ ）
A．20m B．15m C．10m D．5m
5．某竖直向上喷射的人工喷泉喷水的最大高度为H，忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A．喷泉喷出的水在空中运动时间为
B．水刚喷出时的速度大小为
C．若喷嘴单位时间喷出水的体积为Q，则空中水的体积为
D．若空中水的体积为V，则喷嘴单位时间内喷出水的体积为
6．质量分别为和的两个物体，各自从离地高为h和的地方自由下落，它们的运动时间为和，落地速度为和，求和分别为多少？
7．图表是伽利略1604年做斜面实验时一页手稿的三列数据。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，A同学觉得物体的运动距离与时间成正比；B同学觉得斜面倾角一定时，加速度与质量无关；C同学认为物体运动的距离与时间的二次方成正比。试问哪位同学的说法合理，并说明理由。
表
1 1 32
4 2 130
9 3 298
16 4 526
25 5 824
36 6 1192
49 7 1600
64 8 2104
8．某校一课外活动小组自制了一枚火箭，设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：
（1）燃料恰好用完时火箭的速度大小；
（2）火箭上升离地面的最大高度；
（3）火箭从发射到返回发射点的时间（结果保留三位有效数字）。
9．研究人员为检验某一产品的抗撞击能力，乘坐热气球并携带该产品竖直升空，当热气球以10 m/s 的速度匀速上升到某一高度时，研究人员从热气球上将产品自由释放，测得经11 s产品撞击地面。不计产品所受的空气阻力，求产品的释放位置距地面的高度。（g取10 m/s2）
[过程图示] 将产品的运动过程分为A→B和B→C→D两段来处理。A→B为竖直方向匀减速运动，B→C→D为自由落体运动。
参考答案：
1．D2．C3．D4．B5．D6．，7．C同学的说法更合理一些。从表格的数据中可知，第一列是第二列时间的二次方。第一列与第三列成正比关系。时间变为原来的2倍，下滑的位移大约变为原来的4倍。A同学说法错误，C同学说法正确。实验数据里未体现加速度和质量。不能说明加速度与质量无关。8．（1）20m/s；（2）60m；（3）9.46s9．495 m
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
【学习目标】
1．理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2．理解自由落体运动的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。
3．掌握自由落体运动的规律。
【学习重难点】
1．自由落体运动的规律。
2．重力加速度的大小及方向。
3．自由落体运动的探究过程。
【学习过程】
一、知识回顾
1．自由落体运动是物体 作用下，从 下落的运动。
2．自由落体运动的特征：
（1） ；
（2） ；
（3） ；
（4） ；
二、自由落体运动的科学探究过程
（一）提出问题
自由落体运动的规律是怎样的？
（二）作出猜想
自由落体运动是 。
（三）分析验证
需证明其速度均匀变化，即加速度ａ为 。
1．公式推导：
2．填表计算：
3．产生误差的原因是
（四）得出结论
1．自由落体运动是一种初速度为零的匀变速度直线运动。
2．重力加速度g
（1）方向 。
（2）一般计算中g= ，粗略计算时g= 。
（3）不同地点，g值一般不同，距地面越高，g值 ；重力加速度g随纬度的 增加而 ，两极 ，赤道 。
3．自由落体运动的公式
（1）速度公式：
（2）位移公式：
例题：屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多大？（g=10m/s2）
讨论与交流：雨滴大约在1．5km左右的高空形成并开始下落。计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8m／s。为什么它们的差别会这么大？
当堂反馈
1．椰子从距地面高度的树上由静止落下，不计椰子下落时受到的空气阻力，取重力加速度大小，那么椰子在距地面处时的速度大小为（ ）
A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s
2．初中物理的第一课，我们曾提出过“苹果为什么总是落向地面，按怎样的规律下落？”等奇妙的物理问题。现在大家知道，真空中的羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放，拍下的频闪照片正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．在某静止的塔吊顶上操作工人不小心掉落一串钥匙，忽略空气对钥匙的作用力，3s末钥匙落地，重力加速度g=10m/s2，则塔吊顶离地面的高度约为（ ）
A．20 m B．25 m
C．40 m D．45 m
4．某同学想测一细绳的长度，手头没有刻度尺，只有秒表，他找来两个相同的小球A和B，在楼顶自由释放小球A，测得小球的下落时间约2s。把A和B两小球分别拴在细绳两端，手持A球，小球B自然下垂，小球A再次由第一次位置自由释放后，测得两球的落地时间差约为1s，不计空气阻力，则细绳的长度约为（ ）
A．20m B．15m C．10m D．5m
5．某竖直向上喷射的人工喷泉喷水的最大高度为H，忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A．喷泉喷出的水在空中运动时间为
B．水刚喷出时的速度大小为
C．若喷嘴单位时间喷出水的体积为Q，则空中水的体积为
D．若空中水的体积为V，则喷嘴单位时间内喷出水的体积为
6．质量分别为和的两个物体，各自从离地高为h和的地方自由下落，它们的运动时间为和，落地速度为和，求和分别为多少？
7．图表是伽利略1604年做斜面实验时一页手稿的三列数据。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，A同学觉得物体的运动距离与时间成正比；B同学觉得斜面倾角一定时，加速度与质量无关；C同学认为物体运动的距离与时间的二次方成正比。试问哪位同学的说法合理，并说明理由。
表
1 1 32
4 2 130
9 3 298
16 4 526
25 5 824
36 6 1192
49 7 1600
64 8 2104
8．某校一课外活动小组自制了一枚火箭，设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：
（1）燃料恰好用完时火箭的速度大小；
（2）火箭上升离地面的最大高度；
（3）火箭从发射到返回发射点的时间（结果保留三位有效数字）。
9．研究人员为检验某一产品的抗撞击能力，乘坐热气球并携带该产品竖直升空，当热气球以10 m/s 的速度匀速上升到某一高度时，研究人员从热气球上将产品自由释放，测得经11 s产品撞击地面。不计产品所受的空气阻力，求产品的释放位置距地面的高度。（g取10 m/s2）
[过程图示] 将产品的运动过程分为A→B和B→C→D两段来处理。A→B为竖直方向匀减速运动，B→C→D为自由落体运动。
参考答案：
1．D2．C3．D4．B5．D6．，7．C同学的说法更合理一些。从表格的数据中可知，第一列是第二列时间的二次方。第一列与第三列成正比关系。时间变为原来的2倍，下滑的位移大约变为原来的4倍。A同学说法错误，C同学说法正确。实验数据里未体现加速度和质量。不能说明加速度与质量无关。8．（1）20m/s；（2）60m；（3）9.46s9．495 m
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页