2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 导学案

2019-2020年高中物理第二章第五节自由落体运动导学案新人教版必修1【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。【学习过程】学习任务1：自由落体运动情景：在空气中，先将一张纸片和一石块从同一高度同时释放。然后将这张纸片团紧成一个团，再与该石块从同一高度同时释放。问题：纸片和石块哪个下落的快？纸团和石块呢？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?演示：“牛顿管”的实验推理：伽利略的逻辑推理（科学）总结：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；物体下落过程的运动情况与物体的无关。物体只在重力作用下从静止开始下落的运动称作自由落体运动。自由落体运动是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素——________，突出了主要因素——_____。在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力___________时，物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动。应用：关于自由落体运动，下列说法正确的是(  )A．物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B．如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动是自由落体运动(物体只受重力和空气阻力)C．跳伞运动员从飞机上由静止开始下落，打开降落伞以前的运动是自由落体运动，打开降落伞以后的运动不是自由落体运动D．一雨滴从屋顶落下，途中经过一个窗子，雨滴经过窗子的这一段运动是自由落体运动(不计空气阻力) 学习任务2：自由落体加速度情景：利用如图所示的实验装置探究自由落体运动：用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，并使重物停在靠近打点计时器处．先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点。问题：根据打上点的纸带情况可以基本判断重物作何种运动？问题：如何根据打上点的纸带求出重物运动的加速度？总结：自由落体运动是一个初速度为零，加速度大小、方向不变（竖直向下）的匀加速直线运动。自由落体运动的加速度称作自由落体加速度，也叫做重力加速度。用g表示。g的大小与有关。纬度越大，自由落体运动的加速度g的值会。但是在计算中，我们一般取值g=________或g=________。应用：某同学用如图所示的装置研究重物的自由落体运动。在符合操作规程的前提下，得到如图所示的一段纸带。若他测得AB之间的距离为x1，BC之间的距离为x2，已知打点周期为T，则利用上述条件得到重物下落的加速度计算式为a＝_________；打B点时重物的瞬时速度计算式为vB＝_______。利用该装置测出的加速度总比当地重力加速度值略小，其主要原因是________________________________________。学习任务3：自由落体运动的规律情景：自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。问题：匀变速直线运动的规律和推论是否适用于自由落体运动？问题：请你写出物体自开始下落经过时间t时的速度v和下落高度h的表达式。总结：1．自由落体运动的基本规律(1)速度公式：v＝_____(2)位移公式：h＝________(3)速度位移公式：v2＝_______ 2．匀变速直线运动的其他规律，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的比例式同样适用于自由落体运动。应用：一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动，到达地面，把它在空中运动的时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2m，哪么它在第三段时间内的位移是多少？体验：从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。两位同学合作，用刻度尺可测得人的反应时间：如图所示，甲握住尺的上端，乙在尺的下端做握尺的准备(但不与尺接触)，当看到甲放开手时，乙立即握住尺．若乙做握尺准备时，手指位置如图所示，而握住尺时的位置如图所示，由此测得乙的反应时间约为多少？【课后作业】()1．关于自由落体运动，下列说法正确的是A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动。B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动。C．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动。()2．在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了用来描述物体的运动的概念，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展A．亚里士多德B．伽利略C．牛顿D．爱因斯坦()3．自由落体运动的v-t图象应是下图中的()4．关于重力加速度的说法中正确的是A．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢。B．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小。C．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢。D．轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地。 ()5．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．两块石块在下落段时间内的平均速度相等。()6．自由下落的物体，自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是A．1/2B．1/3C．1/4D．(+1)：1()7．小球A的质量是小球B的质量的2倍，从同一地点高度自由下落，则：A.小球A比小球B先落地。B.小球A着地时速度比小球B着地时的速度大。C.小球A的加速度比小球B的加速度大。D.两球着地时速度相等。8．自由下落的物体，1秒末的速度是____米/秒；5秒内的位移是___米。9.某物体从20米高处自由落下，求物体下落的时间及下落过程中平均速度。（g=10米/秒2）选做题美国东部时间2001年9月11日上午8点40分，美国遭到恐怖分子袭击，两架飞机一前一后突然撞向纽约世界贸易中心高达110层的双子塔楼，两楼先后坍塌。当时，有人正在一座楼的第50层室内以窗户为背景摄影，恰好把窗外从高处落下的小石子摄在照片中。如图所示，AB为摄在照片中的石子运动的痕迹。已知本次摄影的曝光时间是0.02s，当地的重力加速度g取10，窗框的实际长度为200cm，根据如图所示的照片实际比例，求该石子下落的地方离窗户的高度。