高中物理必修一导学案：2.5自由落体运动

2.5自由落体运动
【学习目标】
1．认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动．
2．能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析．
3．知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同．
【学习重难点】
1、自由落体运动的规律的获得。
2、自由落体运动的规律的证明及应用。
【课前预习内容】
1．物体做匀变速直线运动的位移公式为___________，速度与时间的关系式为________________。
2．地球表面或附近的物体都受到地球施加给它的__________的作用，所以物体会下落。
3．物体只在重力作用下从静止开始的下落运 ( http: / / www.21cnjy.com )动叫_____________。这种运动只有在__________的空间中才能发生；在有空气的空间中，如果空气阻力的作用____________，物体的下落也可以看成自由落体运动。
4．自由落体运动是___________的匀加速直线运动。
5．自由落体运动的加速度叫做_________或__________。一般取值g=________，在课本必修1中，如果没有特别说明，都按g=___________进行计算。
6．在地球上不同的地方其大小________，一般__________处较大，___________处较小。
提出疑惑：
【学习过程】
【思考与交流】
1．重的物体一定下落得快吗
猜想：物体下落过程的运动情况与哪些因素有关，质量大的物体下落的速度比质量小的快吗
(实验小探究)
取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的纸片，把其中一张纸片揉成纸团，在下述几种情况下，都让它们从同一高度自由下落，观察下落快慢情况。
①从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积相同的纸片，可以观察到谁下落得快？
②两张完全相同的纸片，将其中一张卷紧后从同一高度同时释放，可以观察到谁下落得快？
论：物体下落过程的运动情况与物体 无关．
(实验演示)“牛顿管”的实验
将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象：
将羽毛和金属片放人抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象：
结论：影响落体运动快慢的因素是 的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢 ．
阅读课本并回答：(1)自由落体运动有什么特点？
注意：若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的下落也可看作自由落体运动．
2、对自由落体运动的探究
按照教材第44页的图2．5 ( http: / / www.21cnjy.com )—1装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程．在对纸带进行数据处理，图象法求物体运动的加速
位置 0 1 2 3 4 5 6
时间（s） 0
v(m/s)
根据匀变速直线运动的一个推论：在一段时 ( http: / / www.21cnjy.com )间t内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，有v1=(x1+x2)/2T， v2=(x2+x3)/2T……求出各计数点的瞬时速度后，由加速度的定义：a=Δv/Δt计算出该物体做匀变速直线运动的加速度；或选好计时起点作v-t图象，图象的斜率即为该匀变速直线运动的加速度。
( http: / / www.21cnjy.com )
在对纸带进行数据处理可知：自由落体运动是 运动。
3、自由落体加速度
阅读教材p44完成下列问题：
（1）．自由落体运动的加速度它的方向如何
（2）、看教材第44页列表，尝试从表中寻找规律．
【小结】1、自由落体运动的特点及其加速度的特点
2、自由落体运动的运动学公式
【当堂检测】
1．关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( )
A．重的物体的g值大
B．同一地点,轻重物体的g值一样大
C．g值在地球上任何地方都一样大
D．g值在赤道处大于在北极处
2．一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( )
A．铁钉比棉花团重
B．铁钉比棉花团密度大
C．棉花团的加速度比重力加速度小得多
D．铁钉的重力加速度比棉花团的大
3．甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，由下列说法正确的是（ ）
A．甲比乙先着地
B．甲比乙的加速度大
C．甲、乙同时着地
D．无法确定谁先着地
4．自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的( )
( http: / / www.21cnjy.com )
5．甲、乙两物体所受的重力之比为1 : 2，甲，乙两物体所在的位置高度之比为2 : 1，它们各自做自由落体运动，则 （ ）
A．落地时的速度之比是 B．落地时的速度之比是1 : 1
C．下落过程中的加速度之比是1 : 2 D．下落过程中加速度之比是1 : 2
6．一物体从H高处自由下落，经t s落地,则当下落t／3 时，离地高度为 （ ）
A．H／３ 　　　 B．H／９　　　Ｃ．３H／４　　Ｄ．８H／９
【课后练习与提高】
7．一个物体从45m高的地方静止释放，做自由落体运动，（g取10m/s2）求：
（1）到达地面时的速度
（2）下落最后1s内的位移
8．一个自由落下的物体在最后1 s内落下的距离等于全程的一半，计算它降落的时间和高度？取g= 10m/s2
9．从楼顶上自由下落的小球经过某窗户顶部和底部时的速度分别为4m／s和6m／s，试求该窗户的高度为多少．(g取10m／)
2.5参考答案
1、B 2、C 3、C 4、B 5、A 6、 C 7、（1）30m/s（2）25m
8、2+S, 30+20m 9、1m