20182019学年高中物理第一章运动的描述第7节对自由落体运动的研究学案教科版必修1.docx

第 7 节 对自由落体运动的研究 学习目标 核心提炼 知道物体做自由落体运动的条件。 通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力 1 种运动——自由落体运动 加速度的概念。知道重力加速度的大小、方向。 1 个加速度——重力加速度 g 3. 掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题。 1 2 h＝2gt 2 4. 个基本公式—— 了解伽利略对自由落体运动的研究方法， 领会伽利略 v＝ gt 的科学思想。 一、对下落物体的认识 阅读教材第 27 页“观察思考”部分，知道亚里士多德对物体运动的认识。 古希腊哲学家亚里士多德提出了物体越重下落越快的观点。 通过实验说明造成“重快轻慢”的真正原因是：空气对物体的阻碍作用。二、自由落体运动 阅读教材第 28 页“自由落体运动”部分，知道自由落体运动的概念。 自由落体运动：只在重力的作用下，物体由静止开始下落的运动。 如果物体下落时所受空气阻力与重力相比，可以忽略不计。那么也可当做自由落体运动。 思维拓展 如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同。 只受重力作用时，物体下落快慢有什么规律。 空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？ 1 答案 (1) 物体下落快慢相同 (2) 空气阻力作用可以忽略 三、伽利略对落体运动规律的探究 阅读教材第 28～ 30 页，了解自由落体运动研究的史实，领会伽利略的科学思维方法。 亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重力决定的。 伽利略的研究 归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了亚里士多德的论断。 猜想：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的，即 v∝t 。 (3) 数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应有 h∝ t 2。 实验结果。①小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动。②只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的。 ③增大斜面的倾角，小球的加速度随斜面倾角的增大而增大 。 (5) 合理外推：伽利略认为当斜面倾角为 90°时，小球将自由下落，仍会做匀变速直线运动。 思维拓展 以上图画中可以推翻亚里士多德的什么观点？ 答案 亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重力决定的。 四、自由落体加速度 阅读教材第 30～ 31 页“自由落体加速度”部分， 知道自由落体加速度的概念， 说出地球上自由落体加速度大小随地理纬度的变化而变化的规律。 2 定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。这个加速度叫自由落体加速度， 也叫重力加速度，通常用 g 表示。 方向：竖直向下。 大小 在地球上的同一地点：一切物体自由下落的加速度都相同。 (2) 在地球上不同的地点， g 的大小一般是 B(A. 相同 B. 不同 ) 的， g 值随纬度的增大而逐渐 增大。 通常计算中， g 取 9.8__m/s 2，粗略计算时 g 可取 10__m/s 2。 思维拓展 自由下落加速度的大小与物体的质量有关吗？同一物体在月球和地球上做自由落体运动时加速度相同吗？ 答案 自由下落加速度的大小与物体的质量无关。同一物体在月球和地球上自由落体的加速度不相同。 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题 1 问题 2 自由落体运动的理解 [ 要点归纳 ] 自由落体运动是一种理想模型。当自由下落的物体所受的空气阻力远小于重力时，物体的运动才可以视为自由落体运动。如空气中石块的下落可以看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动。 物体做自由落体运动的条件 初速度为零； (2) 只受重力。 3. 运动特点：初速度为零，加速度为重力加速度 g 的匀加速直线运动。是匀变速直线运动的 特例。 3 4. 运动图像：自由落体运动的 v－ t 图像是一条过原点的倾斜直线，斜率是 k＝ g。 特别提醒 物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的 加速度不同 [ 精典示例 ] [ 例 1] (2017 ·广东清远月考 ) 关于自由落体运动，下列说法中正确的是 ( ) 质量大的物体自由下落时的加速度大 从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动 雨滴下落的过程是自由落体运动 从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可以近似看成自由落体运动 思路探究 自由落体运动是一种理想化模型，实际问题中当阻力相对于重力可以忽略时，才 可以把物体由静止下落的运动看成自由落体运动。 解析 所有物体在同一地点的重力加速度相等，与物体质量大小无关， A 错误；从水平飞行 的飞机上释放的物体，具有水平初速度，不是自由落体运动， B 错误；雨滴下落过程所受空 气阻力与速度大小有关，速度增大时阻力增大，雨滴速度增大到一定值时，阻力与重力相