高中物理人教版必修第一册2.4 自由落体运动 教案

§3.3《匀变速直线运动实例—自由落体运动》（上）一、预习听课点：1、自由落体运动；2、自由落体加速度；3、自由落体运动的规律。二、心得笔记：1、自由落体运动是一种理想化的物理运动模型。2、初速度为零，加速度为g且竖直向下，只在重力作用下的运动才是自由落体运动。3、匀变速直线运动的所有的公式和推论在自由落体运动中均适用。三、知识点理解（一）自由落体运动（1）定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。如何理解自由落体运动：自由落体运动是一种理想化模型。自由落体运动是一种只受重力作用的运动。若物体在下落过程中所受空气阻力远远小于重力（可以忽略不计），则物体的下落运动也可以看做自由落体运动（抓住主要矛盾，忽略次要矛盾）。（2）特点：①初速度V0=0。②受力特点：只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可忽略不计。③加速度是重力加速度g，其大小不变，方向始终竖直向下。（3）运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。所以匀变速直线运动的所有规律和初速度为零的匀加速直线运动中的各种比例关系都可用于自由落体运动。（二）自由落体加速度 (1)大小：g=9.8m/s2，方向：竖直向下。（2）在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，即物体自由下落时速度变化的快慢都一样，我们平时看到轻重不同、密度不同的物体下落时的快慢不同，加速度不同，那是因为它们受到的阻力不同的缘故，故空气阻力的影响比较明显，与重力相比不能忽略的话，这个物体的运动就不能看做自由落体运动，即自由落体运动与自由下落不是一回事。（3）自由落体运动的加速度，也叫重力加速度，重力加速度的方向始终竖直向下，其大小与在地球上的位置有关，与离地的高度也有关，通常情况下不考虑高度的影响，是否考虑所处位置的影响呢？有些题目是必须加以区别的，因为赤道上重力加速度最小，两极的最大，在一般计算题中，g取9.8m/s2或者取10m/s2（如无说明，g取9.8m/s2）（三）自由落体运动的规律：与初速度为零的匀加速直线运动规律一样，a=g。（四）伽利略对自由落体运动的研究（1）运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重物体下落快、轻物体下落慢的论断。（2）提出“自由落体运动是一种最简单的变速运动------匀变速运动”的假说。（3）由于在当时实验条件下测量短时间有困难，伽利略采用了间接验证的方法： ①运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速运动应有s∝t2②a、运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合s∝t2，是匀变速运动；b、不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，s/t2的值不变，说明它们运动的情况相同。c、不断增大斜面倾角，得出的s/t2值随之增大，说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而增大。d、伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到900的情况—小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速运动的性质。伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法—抽象思维、数学热传导和科学实验相结合，这种方法至今仍为科学研究的重要方法之一。