人教版物理必修一2.4自由落体运动导学案
文档属性
| 名称 | 人教版物理必修一2.4自由落体运动导学案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 184.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-03 10:07:52 | ||
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文档简介
2.4 自由落体运动
教学重点：理解掌握自由落体运动的规律，及竖直上抛运动和下抛运动的相关过程的理解
教学难点：自由落体运动的规律及相关公式的推导
比萨斜塔实验：1590年的一天清晨，比萨大学的教授们穿着紫色的长袍，准备看着伽利略出丑，伽利略不慌不忙的登上斜塔，一只手拿着10磅重的铅球，另一只手拿着1磅重的铅球，他大声的说道：砸死你们狗日的。说完，两只手同时松开，把两只铅球同时从塔上同一高度抛下。奇迹出现了，两个重量不同的小球同时落地。为什么说是奇迹呢？因为该实验打破了统治两千多年的由亚里士多德提出的重的物体先落地的常识。那么平时我们也可以看到一块石头比一片树叶落得快些，即重的物体落得快，但是伽利略就提出了疑问，既然石头落得比树叶落得快，那么把树叶绑在石头上，树叶会拖着石头，使石头速度变慢，但是整体上石头和树叶绑在一块重量变大，下落按常识应该是变快的，出现了两种相互矛盾的结论，那么轻重不同的物体的运动情况到底是怎么样的？
自由落体实验研究
将羽毛和其他物体都放在一透明试管中，发现羽毛下落的慢
用抽气机将管内抽成真空，羽毛和其他物体下落快慢是相同的
实验分析：在真空环境下，羽毛和物体只受重力作用下落，快慢一样；在有空气的环境下，羽毛和物体下落时会受到空气 力的作用，不可忽略，下落快慢就会不同
自由落体运动概念
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，称为自由落体运动
空气阻力的影响小，或者可以忽略时，也可以将此时物体的下落称之为自由落体运动。
二、自由落体运动的运动实质
做自由落体的物体运动情况是什么呢？是下落速度越来越快，还是越来越慢呢？在物理学上，是属于匀速运动还是匀变速运动还是变速运动呢？
用打点计时器做重物自由落体实验，为了避免空气阻力的影响，重物尽量
（重/轻），重物尽量 （小/大）
通过观察纸条上的点和能计算出各点的加速度大小基本是相等的，即做自由落体的物体所做的运动为初速度为0的匀加速直线运动。此为自由落体运动的实质。
三、自由落体加速度规律
科学家在地球上不同地点做过多次实验，发现
1、在同一地点处，一切物体自由下落的加速度相同，把这个加速度称为自由落体加速度或者重力加速度，用g表示
2、同一物体在地球不同位置的重力加速度g不同，从赤道向南北两极极点处随纬度的增加而增大。
3、一般计算中， 加速度g取9.8m/s2，粗略计算或者题目有提示时，重力加速度g取10m/s2。方向竖直向下。
4、若存在恒定的空气阻力，仍可看做自由落体运动，只是加速度不再为
四、自由落体运动公式
既然自由落体为初速度为零的匀加速直线运动，那么匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动
匀变速直线运动 自由落体运动
速度公式
位移公式
位移速度关系式
平均速度公式
例题：从离地500m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求小球经过多长时间落到地面？最后一秒的位移是多少
解：
竖直上抛运动
1、将物体以一定的初速度V0竖直向上抛出，物体只在 作用下所做的运动叫做竖直上抛运动。其也为匀变速直线运动。初速度V0方向 ；加速度大小为重力加速度g， 方向
分析运动过程
①上升过程：初速度V0，加速度a=—g，末速度为0的匀减速直线运动，上升到最高点的速度为0
②下落过程：初速度为0的匀加速直线运动，加速度为重力加速度g，也就是 运动
运动规律
取竖直向上的方向为正方向，有
Vt=V0-gt
上述公式上升和下降过程都适用
竖直上抛运动的初速度为V0，上升的最大高度为 ，上升到最高点所花的时间 ，回到抛出点所花的时间 ，回到抛出点的速度
竖直上抛运动的对称性
速度对称，上升和下降在同一位置的速度相等
时间对称，上升和下降的同一位置到最高点的时间相同
练习：某同学身高1.8m，在运动会上参加跳高比赛．他采用背跃式跳高，起跳后身体横着恰能越过1.8m高度的横杆，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（ ）
A．1m/s B．2m/s C．5m/s D．10m/s
六：竖直下抛运动
定义：将物体以一定的初速度竖直向下抛出，物体只在重力作用下的运动，加速度a=g，与速度v同向
本质：自由落体运动的一部分
运动规律：
Vt=V0 gt
练习：
1．（6分）物体从距地面100米的高空自由落下（不计空气阻力，且g取10m/s2）。若将100m分成5段，第一种分法是将时间等分，第二段时间内经过的位移为h，第二种分法是将位移等分，经过第二段位移所用的时间为t，则h和t的值应是（ ）
A．h＝4m，t＝2s B．h＝4m，t＝0.41s
C．h＝12m，t＝0.83s D．h＝12m，t＝2s
2．（6分）将一物体以某一初速度竖直上抛（不计空气阻力），图中哪幅能正确表示物体在整个运动过程中的速度v与时间t的关系（以向上为正方向）（ ）
A． B．
C． D．
3．（6分）某人不小心将手机从井口掉落，1.5s后看到手机砸击水面溅起浪花，若不计手机掉落时的初速度和人的判断所需的反应时间，则井口到水面的深度大约为（ ）
A．2m B．6m C．11m D．18m
4．（6分）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/s
B．石子下落到A位置时的速度约为12m/s
C．石子下落到A位置所需的时间约为0.6s
D．石子下落到A位置所需的时间约为1.2s
5．（6分）一物体从离地H高处自由下落，经过时间t 落地．则当它下落时，离地的高度为（ ）
A．H B．H C．H D．H
6．（6分）在离地面高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（ ）
A． B． C． D．
7．（多选）关于重力和自由落体加速度，下列说法正确的是（ ）
A．物体所受重力的方向总是竖直向下
B．物体所受重力的施力物体是地球
C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而减小
D．质量大的物体受到的重力大，所以自由落体加速度也大
教学重点：理解掌握自由落体运动的规律，及竖直上抛运动和下抛运动的相关过程的理解
教学难点：自由落体运动的规律及相关公式的推导
比萨斜塔实验：1590年的一天清晨，比萨大学的教授们穿着紫色的长袍，准备看着伽利略出丑，伽利略不慌不忙的登上斜塔，一只手拿着10磅重的铅球，另一只手拿着1磅重的铅球，他大声的说道：砸死你们狗日的。说完，两只手同时松开，把两只铅球同时从塔上同一高度抛下。奇迹出现了，两个重量不同的小球同时落地。为什么说是奇迹呢？因为该实验打破了统治两千多年的由亚里士多德提出的重的物体先落地的常识。那么平时我们也可以看到一块石头比一片树叶落得快些，即重的物体落得快，但是伽利略就提出了疑问，既然石头落得比树叶落得快，那么把树叶绑在石头上，树叶会拖着石头，使石头速度变慢，但是整体上石头和树叶绑在一块重量变大，下落按常识应该是变快的，出现了两种相互矛盾的结论，那么轻重不同的物体的运动情况到底是怎么样的？
自由落体实验研究
将羽毛和其他物体都放在一透明试管中，发现羽毛下落的慢
用抽气机将管内抽成真空，羽毛和其他物体下落快慢是相同的
实验分析：在真空环境下，羽毛和物体只受重力作用下落，快慢一样；在有空气的环境下，羽毛和物体下落时会受到空气 力的作用，不可忽略，下落快慢就会不同
自由落体运动概念
物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，称为自由落体运动
空气阻力的影响小，或者可以忽略时，也可以将此时物体的下落称之为自由落体运动。
二、自由落体运动的运动实质
做自由落体的物体运动情况是什么呢？是下落速度越来越快，还是越来越慢呢？在物理学上，是属于匀速运动还是匀变速运动还是变速运动呢？
用打点计时器做重物自由落体实验，为了避免空气阻力的影响，重物尽量
（重/轻），重物尽量 （小/大）
通过观察纸条上的点和能计算出各点的加速度大小基本是相等的，即做自由落体的物体所做的运动为初速度为0的匀加速直线运动。此为自由落体运动的实质。
三、自由落体加速度规律
科学家在地球上不同地点做过多次实验，发现
1、在同一地点处，一切物体自由下落的加速度相同，把这个加速度称为自由落体加速度或者重力加速度，用g表示
2、同一物体在地球不同位置的重力加速度g不同，从赤道向南北两极极点处随纬度的增加而增大。
3、一般计算中， 加速度g取9.8m/s2，粗略计算或者题目有提示时，重力加速度g取10m/s2。方向竖直向下。
4、若存在恒定的空气阻力，仍可看做自由落体运动，只是加速度不再为
四、自由落体运动公式
既然自由落体为初速度为零的匀加速直线运动，那么匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动
匀变速直线运动 自由落体运动
速度公式
位移公式
位移速度关系式
平均速度公式
例题：从离地500m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求小球经过多长时间落到地面？最后一秒的位移是多少
解：
竖直上抛运动
1、将物体以一定的初速度V0竖直向上抛出，物体只在 作用下所做的运动叫做竖直上抛运动。其也为匀变速直线运动。初速度V0方向 ；加速度大小为重力加速度g， 方向
分析运动过程
①上升过程：初速度V0，加速度a=—g，末速度为0的匀减速直线运动，上升到最高点的速度为0
②下落过程：初速度为0的匀加速直线运动，加速度为重力加速度g，也就是 运动
运动规律
取竖直向上的方向为正方向，有
Vt=V0-gt
上述公式上升和下降过程都适用
竖直上抛运动的初速度为V0，上升的最大高度为 ，上升到最高点所花的时间 ，回到抛出点所花的时间 ，回到抛出点的速度
竖直上抛运动的对称性
速度对称，上升和下降在同一位置的速度相等
时间对称，上升和下降的同一位置到最高点的时间相同
练习：某同学身高1.8m，在运动会上参加跳高比赛．他采用背跃式跳高，起跳后身体横着恰能越过1.8m高度的横杆，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（ ）
A．1m/s B．2m/s C．5m/s D．10m/s
六：竖直下抛运动
定义：将物体以一定的初速度竖直向下抛出，物体只在重力作用下的运动，加速度a=g，与速度v同向
本质：自由落体运动的一部分
运动规律：
Vt=V0 gt
练习：
1．（6分）物体从距地面100米的高空自由落下（不计空气阻力，且g取10m/s2）。若将100m分成5段，第一种分法是将时间等分，第二段时间内经过的位移为h，第二种分法是将位移等分，经过第二段位移所用的时间为t，则h和t的值应是（ ）
A．h＝4m，t＝2s B．h＝4m，t＝0.41s
C．h＝12m，t＝0.83s D．h＝12m，t＝2s
2．（6分）将一物体以某一初速度竖直上抛（不计空气阻力），图中哪幅能正确表示物体在整个运动过程中的速度v与时间t的关系（以向上为正方向）（ ）
A． B．
C． D．
3．（6分）某人不小心将手机从井口掉落，1.5s后看到手机砸击水面溅起浪花，若不计手机掉落时的初速度和人的判断所需的反应时间，则井口到水面的深度大约为（ ）
A．2m B．6m C．11m D．18m
4．（6分）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/s
B．石子下落到A位置时的速度约为12m/s
C．石子下落到A位置所需的时间约为0.6s
D．石子下落到A位置所需的时间约为1.2s
5．（6分）一物体从离地H高处自由下落，经过时间t 落地．则当它下落时，离地的高度为（ ）
A．H B．H C．H D．H
6．（6分）在离地面高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（ ）
A． B． C． D．
7．（多选）关于重力和自由落体加速度，下列说法正确的是（ ）
A．物体所受重力的方向总是竖直向下
B．物体所受重力的施力物体是地球
C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而减小
D．质量大的物体受到的重力大，所以自由落体加速度也大