第一节 探究自由落体运动第二节 自由落体运动规律第二章探究匀变速直线运动规律
[学习目标]1.知道自由落体运动的条件、性质和特点.2.会分析记录自由落体运动的纸带或频闪照片上的运动信息.3.掌握自由落体运动的规律，知道在地球不同地方重力加速度大小不同.
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自主预习
一、探究自由落体运动1.落体运动的思考(1)亚里士多德的观点：重的物体比轻的物体下落得.(2)伽利略的观点：物体下落过程中的运动情况与物体的质量.快无关
2.自由落体运动(1)定义物体仅在作用下，从开始下落的运动叫做自由落体运动.(2)自由落体运动具备两个特征①初速度为；②只受重力.(3)实验探究将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用记录重物的下落过程.分析纸带上记录的运动信息，可以找到自由落体运动的规律.重力静止零打点计时器
二、自由落体运动的猜想和验证1.猜想自由落体运动是否是直线运动.2.验证根据打点计时器打出的纸带，一是利用测量得到的位移和时间数据，由s＝求出自由落体运动在各段的重力加速度，看是否来验证；二是求出做自由落体运动的物体在不同时刻的速度，作出v－t图象，进行验证.匀加速相等
三、自由落体加速度1.定义：自由落体运动的加速度，称为自由落体加速度，也叫加速度，用表示.2.方向：重力加速度的方向总是的.3.大小：在同一地点，一切物体的重力加速度都，在地球上不同的地方，g值是(填“相同”或“不同”)的，但差别不大.重力g竖直向下相同不同
答案[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.()(2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.()(3)自由落体加速度的方向垂直地面向下.()(4)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律.()2.一物体从塔顶做自由落体运动，经过3s落地，取g＝10m/s2，则物体落地时的速度v＝____m/s，方向_________；塔高H＝____m.××××30竖直向下45
重点探究
一、自由落体运动和自由落体加速度[导学探究]某实验小组利用打点计时器记录物体自由下落的运动轨迹时，得到一条如图1甲所示的纸带.其中，A是打出的第1个点.由纸带上的数据可以看出，在相同时间内物体的位移变大，即物体的速度增大.据此猜测自由落体运动是匀加速直线运动，为了验证这一猜测，请做以下工作：(已知打点计时器的频率为50Hz)甲乙图1
答案甲(1)求出B、C、D、E、F点的瞬时速度；
答案自由落体运动v0＝0①由①②③得计算各点的瞬时速度
答案(2)在图乙坐标系中作出物体下落的v－t图象；乙答案作出v－t图象如图.
答案(3)根据图象作出判断，并求出物体下落过程的加速度.答案因为物体运动的v－t图象是一条过原点的直线，所以自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动.根据v－t图象的斜率求得加速度a≈9.60m/s2(由于有空气阻力和摩擦阻力的作用，测得的加速度比自由落体运动的加速度偏小).甲乙
[知识深化]1.自由落体运动(1)自由落体运动实质上是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例.(2)自由落体运动是一种理想化的运动模型.只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可以当做自由落体运动来处理.(3)运动图象：自由落体运动的v－t图象是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g.
2.自由落体加速度(重力加速度)(1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面；(2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同.②地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力加速度都接近9.8m/s2，因此一般计算中g取9.8m/s2或10m/s2.
例1(多选)关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是A.自由落体运动不受任何外力的作用B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可视为自由落体运动C.同一地点，轻重物体的g值一样大D.g值在赤道处大于在北极处解析物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用，A错；熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力作用，但该阻力远小于它的重力，可以忽略该阻力，故可将该过程视为自由落体运动，B对；同一地点，重力加速度都相同，与质量无关，C对；赤道处g值小于北极处，D错.√√答案解析
答案例2关于自由落体运动，下列说法正确的是A.质量大的物体自由下落时的加速度大B.雨滴下落的过程是自由落体运动C.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动D.从二楼阳台由静止释放的石块，可近似看做自由落体运动√解析
解析自由下落的物体的加速度相同，都是重力加速度g，A错误；雨滴下落过程中的空气阻力不能忽略，B错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体不是从静止开始下落即初速度不为零，C错误；从二楼阳台由静止释放的石块，重力远大于阻力，可近似看做自由落体运动，D正确.
二、自由落体运动的规律1.速度公式：vt＝gt.2.位移公式：s＝gt2.
答案例3从离地面500m的空中自由落下一个小球，取g＝10m/s2，求：(1)小球落到地面所用的时间；答案10s解析由s＝500m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地所用时间，根据运动时间，可算出第1s内的位移.最后1s内的位移是下落总位移和前(n－1)s下落位移之差.解析
答案(2)自开始下落计时，小球在第1s内的位移、最后1s内的位移.答案5m95m解析解析第1s内的位移：因为从开始运动起前9s内的位移为所以最后1s内的位移为Δs＝s－s9＝500m－405m＝95m.
答案(3)最后1s的初速度.答案90m/s解析最后1s的初速度即下落9s末的速度，vt＝gt9＝10×9m/s＝90m/s解析
答案解析例4一个小球从s高处自由落下，经过最后200m所用的时间是4s，求高度s和小球下落s所用的总时间T.(g取10m/s2，空气阻力不计)答案7s245m解析根据题意画出小球的运动示意图如图所示，其中t＝4s，s′＝200m.根据自由落体公式得：代入数据解得：s＝245m，T＝7s.
达标检测
1231.(重力加速度及自由落体运动的理解)(多选)在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是A.重的石块落得快，先着地B.轻的石块落得快，先着地C.在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度D.两块石块在下落时间段内的平均速度相等答案解析√4√
解析两石块都做自由落体运动，运动规律相同且具有相同的加速度，由于从同一高度下落，落地时间必然相同，故A、B错误.1234
2.(自由落体运动的规律)某人估测一竖直枯井深度，从井口由静止释放一石头并开始计时，经2s听到石头落地声，由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10m/s2)A.10mB.20mC.30mD.40m√答案解析1234
答案解析1234√
4.(自由落体运动的规律)一颗自由下落的小石头，经过某点时的速度是10m/s，经过另一点时的速度为30m/s，求经过这两点的时间间隔和两点间的距离.(不计空气阻力，g＝10m/s2)答案2s40m所以Δt＝t2－t1＝2s答案解析1234则s＝s2－s1＝40m
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