高中物理第二章自由落体运动学案新人教版必修

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高中物理第2章 4 自由落体运动教案新人教版必修1-新人教版高一必修1物理教案

4 自由落体运动[学习目标] 1.知道物体做自由落体运动的条件． 2.通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向．(重点) 3.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题．(难点) 4.了解伽利略对自由落体运动的研究方法，领会伽利略的科学思想．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． 2．特点(1)运动性质：初速度等于零的匀加速直线运动． (2)受力特点：只受重力作用．(3)物体下落可看作自由落体运动的条件：在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可当作自由落体运动来处理．二、自由落体加速度1．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．2．方向：竖直向下． 3．大小(1)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．(3)一般取值：g ＝9.8_m/s 2或g ＝10_m/s 2. 4．自由落体的速度、位移与时间的关系式v ＝gt . x ＝12gt 2.三、伽利略对自由落体运动的研究1．问题发现亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．2．猜想与假说伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．3．理想斜面实验(1)如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成正比，即x∝t 2.(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t.(3)斜面倾角一定时，判断x∝t 2是否成立．(4)改变小球的质量，判断x∝t 2是否成立．(5)将斜面倾角外推到θ＝90°情况——小球自由下落，认为小球仍会做匀加速运动，从而得到了自由落体运动的规律．4．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动．(×)(2)物体在真空中一定做自由落体运动．(×)(3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动．(√)(4)在同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大．(√)(5)自由落体加速度的方向垂直于地面向下．(×)2．(多选)在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时从静止开始下落，下列说法中正确的是( )A．重的石块先着地B．轻的木块先着地C．在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度和位移D．二者在下落这段时间内的平均速度相等CD[在忽略空气阻力的情况下，只在重力作用下由静止释放的物体的运动可以看作自由落体运动，快慢程度与质量无关，运动情况是一样的，同时落地，A、B错，C对；由平均速度的定义可知，D对．]3．下列哪位科学家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，从而有力地推动了人类科学的发展( )A．亚里士多德B．伽利略C．牛顿D．爱因斯坦B[在物理学发展史上，伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，有力地推动了人类科学的发展．]研究自由落体运动1.对自由落体运动的理解(1)自由落体运动的条件：①运动条件：初速度为零．②受力条件：除重力外不受其他力的作用．(2)自由落体运动是一种理想化模型．①这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．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．②当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动．如在空气中石块的自由下落可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动．(3)自由落体运动的图像：自由落体运动的vt图像(如图所示)是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g.2．研究自由落体运动的方法(1)利用打点计时器进行研究．(2)利用频闪照片进行研究．3．自由落体运动的重要推论(1)整个自由落体运动的平均速度v 等于末速度v 的一半，也等于中间时刻的瞬时速度v t 2，即v ＝v 2＝v t 2.(2)在连续相等的时间(T )内位移之差为一恒定值，即Δh ＝gT 2.(3)自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，因此其规律与初速度为0的匀加速直线运动相同，即：x ＝gt ，h ＝12gt 2，v 2＝2gh .【例1】如图所示，有一根长为l ＝0.5 m 的木棍AB ，悬挂在某房顶上，它自由下落时经过一高为d ＝1.5 m 的窗口，通过窗口所用的时间为0.2 s ，求木棍B 端离窗口上沿的距离h .(不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2)思路点拨：自由落体运动是初速度为零，加速度为g 的匀加速直线运动．木棍下端到达窗口上沿的位移为h ，根据位移公式列出h 与所用时间的关系式．木棍上端到达窗口下沿的位移为h ＋d ＋l ，列出其与所用时间的表达式，再联立求解h .[解析] 设木棍B 端下落到窗口上沿所用的时间为t ，则A 端下落到窗口下沿所用的总时间为t ＋0.2 s ，B 下落到上沿有：h ＝12gt 2①，A 下落到下沿有：h ＋d ＋l ＝12g (t ＋0.2 s)2②，①②联立得：t ＝0.9 s ，h ＝4.05 m.[答案] 4.05 m处理自由落体运动问题时，首先要善于根据题意，灵活运用公式，特别是注意如下特殊问题的求解：对于不可以看作质点的物体的运动，比如铁链自由下落，计算经过某点所用的时间时，由于它有一定的长度，经过这一点时不是一瞬间，而是一段时间，解决这类问题的关键是选准研究过程，找准与这段研究过程的起点和终点相对应的位移，解答过程中应借助示意图，搞清楚物体运动的过程，从而达到解决问题的目的.1．“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中，下列说法正确的是( )A ．时间相同，加速度相同B ．时间相同，加速度不同C ．时间不同，加速度相同D ．时间不同，加速度不同A [轻重不同的物体在牛顿管中不受空气阻力，做自由落体运动，所以加速度相同，都为g ；因高度相同，根据h ＝12gt 2知运动时间相同．故A 正确，B 、C 、D 错误．]重力加速度与重力加速度的测量1.(1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生． (2)大小一般计算可取g ＝9.8 m/s 2或g ＝10 m/s 2，没有特殊说明时，按g ＝9.8 m/s 2计算．重力加速度的大小与在地球上的位置及距地面的高度有关与纬度的关系在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，即赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别很小与高度的关系在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小，但在一定的高度内，可认为重力加速度的大小不变下是指与水平面垂直．只有在赤道或两极时重力加速度才指向地心．2．重力加速度的测量 (1)打点计时器法①利用如图所示装置，让物体自由下落打出点迹清晰的纸带． ②对纸带上计数点间的距离x 进行测量，利用g ＝x n －x n －1T 2，求出重力加速度．(2)频闪照相法①频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置(如图所示)．②根据匀变速运动的推论Δh ＝gT 2可求出重力加速度g ＝Δh T 2.也可以根据v t 2＝v ＝x t ，求出物体在某两个时刻的速度，由g ＝v －v 0t，可求出重力加速度g . (3)滴水法如图所示，让水滴自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴地滴下，并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间，第二滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去．用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h ，再测出每滴水下落的时间T ，其方法是：当听到某一滴水滴落在盘上的同时，开启停表开始计时，之后每落下一滴水依次数1、2、3…，当数到n 时按下停表停止计时，读出停表示数t ，则每一滴水下落的时间为T ＝t n，由h ＝12gT 2得g ＝2h T 2＝2n 2ht2.由于h ＝12gT 2，则h ∝T 2.因此先画出h T 2图像，利用图线的斜率来求重力加速度更准确．【例2】用滴水法可以测定重力加速度的值．方法：在自来水龙头下面固定一块挡板A ，使水一滴一滴连续地滴落到挡板上，如图所示，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落．首先量出水龙头口离挡板的高度h ，再用停表计时，计时方法：当听到某一滴水滴在挡板上的声音的同时，开启停表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2,3…”，一直数到“n ”时，按下停表按钮停止计时，读出停表的示数为t .(1)写出用上述所测量数据计算重力加速度g 的表达式： ________________.(2)为了减小误差，改变h 的数值，测出多组数据，记录在表格中(表中t ′是水滴从水龙头口到A 板所用的时间，即水滴在空中运动的时间)，请在图所示的坐标纸上作出适当的图像，并利用图像求出重力加速度g 的值：g ＝________m/s 2.(保留2位有效数字)次数高度h /cm 空中运动时间t ′/s 1 20.10 0.20 2 25.20 0.23 3 32.43 0.26 4 38.45 0.28 5 44.00 0.30 650.120.32思路点拨：①滴水的周期与记录的水滴声次数n 的关系：t ′＝tn －1.②水滴下落高度h 与水滴下落时间t ′的关系：h ＝12gt ′2.[解析] (1)滴水的周期就是水滴下落的时间，所以t ′＝tn －1，由h ＝12gt ′2得g ＝2(n －1)2ht2. (2)描点如图所示，求出斜率k ＝ht ′2＝12g ，解得g ＝9.8 m/s 2.[答案] (1)g ＝2(n －1)2ht2(2)图见解析 9.8根据实验求重力加速度的四种方法(1)利用相邻的、相等的时间间隔的位移差相等，且为一定值，即Δh ＝gT 2，则g ＝Δh T2.(2)可由位移公式h ＝12gt 2求得．利用刻度尺量出从初始位置到某点的位移，若已知发生这段位移的时间，则g ＝2ht2，可以找多个点，多次求g 值，再求平均值．(3)可利用速度公式v ＝gt 求得．利用平均速度求某一点的瞬时速度，并已知自由下落的物体经过该点的时间，则由g ＝v t解得，当然也可找多个点，多次求瞬时速度及g 值，再求平均值．(4)利用多次求得的瞬时速度，画出v t 图像，根据图线的斜率求得g .2．甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示)．(3)已知当地的重力加速度大小为g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ，L 1＝10.4 cm.乙的反应时间为________s ．(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：_______________________________________________________ ______________________________________________________. [解析] (2)根据自由落体运动的规律，得L －L 1＝12gt 2，解得t ＝2(L －L 1)g.(3)将g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ＝0.300 m ，L 1＝10.4 cm ＝0.104 m ，代入t ＝ 2(L －L 1)g得t ＝0.20 s.(4)建议：多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子． [答案] (2) 2(L －L 1)g(3)0.20 (4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子伽利略对自由落体运动的研究1.伽利略对自由落体运动的研究(1)过程：问题―→猜想―→数学推理―→实验验证―→合理外推―→得出结论 (2)思想方法：实验和逻辑推理相结合． 2．伽利略的研究方法(1)运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断． (2)提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速直线运动的假说．【例3】 (多选)如图所示，大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是( )A ．其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论B ．其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论C ．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D ．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显思路点拨：①理解伽利略设计“冲淡”重力的斜面实验的原因． ②明确斜面实验的过程及结论是如何获得的．AC [伽利略探究自由落体运动时，让小球从斜面上滚下，此时可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，然后合理外推到斜面竖直的状态，故正确选项为A 、C.]3．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中不正确的是( ) A ．在同一地点，重的物体和轻的物体下落一样快B ．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C ．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D ．伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来 B [伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快，故A 正确．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上进行合理外推得到的，故B 错误．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，故C 正确．伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理，伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，故D 正确．]课堂小结知识脉络1.亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快．伽利略的观点：重物与轻物下落得同样快．2．物体做自由落体运动的条件：(1)只受重力作用；(2)从静止开始运动． 3．纬度越高，重力加速度越大；海拔越高，重力加速度越小．4．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，基本运动学公式为：v ＝gt ，h ＝12gt 2，v 2＝2gh .1．(多选)一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为( )A ．铁钉比棉花团重B ．棉花团受到的空气阻力不能忽略C ．棉花团的加速度比重力加速度小D ．铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大BC [铁钉受到的空气阻力与其重力相比较小，可以忽略，而棉花受到的空气阻力与其重力相比较大，不能忽略，所以铁钉的下落加速度较大，而它们的重力加速度是相同的，故只有B 、C 正确．]2．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论是( )A ．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B ．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关B [伽利略在著名的斜面实验中得出倾角一定时，xt2的比值保持不变，推出小球在斜面上的速度与时间成正比，选项A 错误，选项B 正确；倾角不同，x t2的比值不同，即斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，且倾角越大，速度越大，所用时间越短，选项C 、D 错误．]3．一个小石块从空中a 点开始做自由落体运动，先后经过b 点和c 点．已知石块经过b 点时的速度为v ，经过c 点时的速度为3v ，则ab 段与bc 段的位移之比为( )A ．1∶3B ．1∶5C ．1∶8D ．1∶9 C [ab 段的位移为x ab ＝v 22g ，bc 段的位移为x bc ＝(3v )2－v 22g ＝8v 22g，所以x ab ∶x bc ＝1∶8，选项C 正确．]4．伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还实验验证了该猜想．某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．实验操作步骤如下：①让滑块从离挡板某一距离s处由静止沿某一倾角θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水流出均匀稳定)；③记录下量筒收集的水量V；④改变滑块起始位置离挡板的距离，重复以上操作；⑤测得的数据见表格．次数12345 6s(m) 4.5 3.9 3.0 2.1 1.50.9V(mL)9084625240(1)A．水箱中水的体积B．水从水箱中流出的速度C．滑块下滑的时间D．滑块下滑的位移(2)小组同学漏填了第3组数据，实验正常，你估计这组水量V＝________mL；若保持倾角θ不变，增大滑块质量，则相同的s，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)；若保持滑块质量不变，增大倾角θ，则相同的s，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)下面说法中不属于该实验误差来源的是________．A．水从水箱中流出不够稳定B．滑块开始下滑和开始流水不同步C．选用的斜面不够光滑D．选用了内径较大的量筒[解析](1)关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定地流出，水的体积和时间成正比，所以量筒中收集的水量可以间接测量时间，选项C正确．(2)该运动是匀变速直线运动，位移与时间的二次方是成正比，即位移与体积的二次方是成正比．小组同学漏填了第3组数据，实验正常，这组水量V＝73 mL；若保持倾角θ不变，增大滑块质量，滑块的加速度不变，则相同的s，水量V将不变；若保持滑块质量不变，增大倾角θ，加速度将增大，则相同的s，时间减小，水量V将减少．(3)本实验误差的主要来源有：水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于距离测量的不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步．[答案](1)C (2)73 不变减小(3)C。

高一物理必修一2.5自由落体运动》学案

自由落体运动的规律【学习目标】掌握自由落体的特点及规律【学习重点】自由落体的特点及规律应用【学习难点】自由落体运动的规律应用【方法指导】自主探究、交流讨论、自主归纳【自主学习】知识点一、落体运动的规律思考问题：1．重的物体一定下落得快吗? 请举例说明?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?(实验演示)“牛顿管”的实验1、将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象：2、将羽毛和金属片放人抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象：结论：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．知识点二、自由落体运动的加速度阅读课本P44并总结自由落体运动有什么特点？注意：若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的下落也可看作自由落体运动．1、自由落体的特点：2、一切物体的自由下落的加速度都相同，叫加速度，通常用g表示，它的方向，地球表面上不同的地方，重力加速度的值略有不同。

【预习自测】1.关于自由落体运动，下列说法正确的是（）A ．自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B ．竖直方向的位移只要满足x1:x2:x3…=1：4：9…的运动就是自由落体C ．自由落体运动在开始连续的三个2 s 内的路程之比为1：3：5D ．自由落体运动在开始连续的三个1 s 末的速度之比为1：3：52.甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高H 、2H 处同时自由落下（H 足够大），下列说法正确的是（）A ．同一时刻甲的速度比乙大B ．下落1m 时，甲、乙的速度相同C ．下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍D ．在自由下落的全过程，两球平均速度大小相等3．对下列关于自由落体运动的说法正确的是（）A ．物体开始下落时速度为零，加速度也为零B ．物体下落过程中速度增加，加速度不变C ．物体下落过程中，速度和加速度同时增大D ．物体下落过程中，速度的变化率是个恒量4．做自由落体运动的物体，通过某一点时的速度为19.6m/s ，这时物体下落高度是多少？物体下落了多长时间？5.一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后1s 内下落的高度为楼高的167，求楼高？（210s m g ）【课堂练习：。

高中物理-自由落体运动学案

高中物理-自由落体运动学案学习目标：1.了解自由落体运动的概念,知道物体做自由落体运动的条件.2.知道自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向.3.掌握自由落体运动的规律,并能解决相关实际问题．知识点一自由落体运动1．定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫作自由落体运动．2．特点(1)运动特点：初速度等于0的匀加速直线运动．(2)受力特点：只受重力作用．知识点二自由落体加速度1．定义：在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作重力加速度,通常用g表示．2．方向：竖直向下．3．大小：在地球上不同的地方,g的大小是不同的,一般计算中,如果没有特别的说明g取9.8_m/s2.1．物体从某高度由静止下落一定做自由落体运动．( )2．自由落体加速度的方向在地球上任何位置都相同．( )3．做竖直上抛运动的物体,在上升过程中,速度的变化量的方向是竖直向下的．( )4．做竖直上抛运动的物体的速度为负值时,位移也为负值．( )[答案] 1.× 2.× 3.√ 4.×日常工作中,有时需要人们反应灵敏,对于战士、驾驶员、运动员等更是如此．这里介绍一个简单的方法,可以测量从发现情况到采取行动所用的时间．请一位同学用两个手指捏住直尺的顶端(下图所示),你用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备,但手不能碰到直尺,记下这时手指在直尺上的位置．当看到那位同学放开直尺时,你立即捏住直尺．测出直尺降落的高度,根据自由落体运动的知识,能否算出你做出反应所用的时间？[答案]能,只要测出直尺降落的高度h,由h＝12gt2可求出反应时间t＝2hg.要点一自由落体运动的规律1．物体做自由落体运动的条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用．2．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——空气阻力,突出了主要因素——重力．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,只有当空气阻力远小于重力时,物体由静止的下落才可看作自由落体运动．3．自由落体运动的实质自由落体运动是初速度v0＝0,加速度a＝g的匀加速直线运动,它只是匀变速直线运动的特例．【典例1】雨后,屋檐上还在不断滴着水滴,如图所示．小红认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落．她测得屋檐到窗台的距离H＝3.2m,窗户的高度为h＝1.4m．g取10m/s2,试计算：(1)水滴下落到窗台时的速度大小；(2)水滴经过窗户的时间．[思路点拨] 本题联系生活实际,分析求解时要注意正确运用相关公式,特别是第(2)问中求水滴经过窗户的时间,可分别求出水滴经过窗户上边缘和下边缘的时间后,再由其差值得出．[解析](1)水滴下落至窗台通过的距离为H＝3.2m由v2＝2gH得v＝2gH＝2×10×3.2m/s＝8m/s.(2)水滴下落至窗户上边缘的时间为t 1＝2(H－h)g＝2×(3.2－1.4)10s＝0.6 s水滴下落至窗台的时间为t2＝2Hg＝2×3.210s＝0.8 s水滴经过窗户的时间为Δt＝t2－t1＝0.8 s－0.6 s＝0.2 s. [答案](1)8m/s (2)0.2 s在遇到竖直下落的杆过“钉”或过“窗”的问题时,如何求过“钉”或过“窗”的速度、时间,抓住两个要点：一个是抓住杆状物的首尾两个端点,看准用的是哪个端点,第二是画出整个过程的情景图,找对空间关系.1．甲、乙两物体质量之比为m甲∶m乙＝3∶1,甲从H高处自由落下,乙从2H高处同时自由落下,不计空气阻力,以下说法中正确的是( )A．在下落过程中,同一时刻甲的速度比乙的速度大B．在下落过程中,同一时刻两物体的速度相等C．甲落地时,乙距地面的高度为H 2D．甲、乙在空中运动时间之比为1∶2[解析]两物体在下落过程中均做自由落体运动,故同一时刻两物体的速度相等,下落高度也相等,所以甲落地时,下落了高度H,乙也下落了高度H,距地面高度为H,故A、C错误,B正确；甲运动时间为t1＝2Hg,乙运动时间为t2＝4Hg,则t1t2＝12,D错误．[答案] B2.如图所示,某同学测出一棵苹果树树干部分的高度为 1.6m,一个苹果从树冠顶端的树梢上由于受到扰动而自由下落,该同学测出苹果经过树干所用的时间为0.2 s,重力加速度g取10m/s2,则：(1)苹果树树冠部分的高度为多少？(2)苹果落地时的速度为多大？[解析](1)设树冠部分的高度为h1,树干部分的高度为h2,苹果从树冠顶端下落到树干顶端时的速度为v0,则h 2＝v0t＋12gt2得：v0＝7m/s又：v20＝2gh1,解得h1＝2.45m(2)设苹果落地的速度为v1,则v1＝v0＋gt,解得v1＝9m/s[答案](1)2.45m (2)9m/s要点二自由落体加速度——重力加速度1．自由落体加速度的大小(1)产生原因：由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的,因此也称为重力加速度．(2)大小：与所处地球上的位置及距地面的高度有关．①在地球表面会随纬度的增加而增大,在赤道处最小,在两极最大,但差别很小．②在地面上的同一地点,随高度的增加而减小,但在一定的高度范围内,可认为重力加速度的大小不变．通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2.2．自由落体加速度的方向(1)方向竖直向下,不一定指向地心．(2)由于地球是球体,各处重力加速度的方向并不相同．【典例2】某同学用图甲所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0计数点,然后每3个点取一个计数点,所有测量数据及其标记符号如图乙所示．该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点间的时间间隔)．方法一：由g1＝x2－x1T2,g2＝x3－x2T2,…,g5＝x6－x5T2,取平均值g＝8.667m/s2；方法二：由g1＝x4－x13T2,g2＝x5－x23T2,g3＝x6－x33T2,取平均值g＝8.673m/s2.(1)从数据处理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,对实验结果起作用的,方法一中有__________；方法二中有__________________．(填“x1、x2、x3、x4、x5、x6”中的某几个)(2)由(1)问中可知选择__________(填“方法一”或“方法二”)更合理,这样可以减少实验的__________(填“系统”或“偶然”)误差．(3)本实验误差的主要来源有____________________．(试举出两条)[思路点拨] (1)多次测量取平均值是减小偶然误差的有效手段；(2)逐差法计算加速度的公式a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.[解析] (1)方法一的实质是g ＝⎝⎛⎭⎪⎫x 2－x 1T2＋x 3－x 2T 2＋…＋x 6－x 5T 2×15＝x 6－x 15T 2,所以方法一中2个数据起作用,为x 1与x 6；方法二中6个数据全部起作用．(2)方法二中6个数据全部起作用,能有效减小偶然误差．(3)本实验误差的主要来源：阻力(空气阻力、振动的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率波动、长度测量、数据处理方法等(任意两个,合理即可)．[答案] (1)x 1、x 6 x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6 (2)方法二偶然 (3)阻力,长度测量利用纸带计算重力加速度的三种方法(1)计算出纸带上几个点的速度,然后根据加速度的定义式求加速度．(2)计算出纸带上各点的速度,画出v －t 图像,由图像的斜率可求得重物下落的加速度即重力加速度．(3)用逐差法根据Δh ＝gt 2求加速度,注意要尽可能多地选用数据．3．俊俊同学利用打点计时器探究自由落体运动．实验中,纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示,其中最合适的是( )[解析]实验时,应让重物紧靠打点计时器,手拉着纸带的上方,保持纸带竖直,由静止释放,故D正确．[答案] D4．实验室备有下列仪器：A．长度为1米、分度值为1毫米的刻度尺；B．长度为1米、分度值为1分米的刻度尺；C．停表；D．打点计时器；E．低压交流电源(50 Hz)；F．低压直流电源；G．天平．为了测量重锤下落的加速度的数值,上述仪器中必须有的是________(填字母代号),实验是通过研究重锤做____________运动来测量重锤下落加速度的．把重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,当重锤自由下落时,打点计时器在纸带上打出一系列的点．取连续清晰的7个点,用刻度尺测出第2、3、4、5、6、7个点与第1个点的距离d如下表所示．用这些数据求出的重力加速度的测量值为________m/s2.[),以及长度为1米、分度值为1毫米的刻度尺(用来测量点迹之间的距离)．用逐差法来求重力加速度的测量值．根据表中的数据,可得纸带上相邻两点间的距离依次为：d＝6.0cm1d＝12.5cm－6.0cm＝6.5cm2d＝19.3cm－12.5cm＝6.8cm3d 4＝26.5cm －19.3cm ＝7.2cm d 5＝34.1cm －26.5cm ＝7.6cm d 6＝42.1cm －34.1cm ＝8.0cm 可得重锤下落的加速度为：g ＝d 6＋d 5＋d 4－(d 3＋d 2＋d 1)9T 2m/s 2＝9.72m/s 2 [答案] ADE 自由落体 9.72 要点三竖直上抛运动的处理方法1【典例3】一个氢气球以8m/s 2的加速度由静止从地面竖直上升,5 s 末从气球上掉下一重物(忽略空气阻力,g ＝10m/s 2),则( )(1)此重物最高可上升到距地面多高处？(2)此重物从气球上掉下后,经多长时间落回地面？[思路点拨] (1)重物从气球脱离后做竖直上抛运动；(2)应用整体法,求解过程简单,但应用时要注意矢量性；应用分段法,物理情景明确,容易理解．[解析] (1)5 s 末重物的速度：v ＝at ＝8×5m/s＝40m/s 5 s 内上升的高度：h ＝12at 2＝12×8×52m ＝100m重物从气球脱离后上升的最大高度：h ′＝v 22g ＝4022×10m ＝80m则距离地面的最大高度：H ＝100m ＋80m ＝180m(2)解法一：重物从气球上脱离后上升所用时间：t ′＝v g ＝4010s ＝4 s 设从最高点下落到地面的时间为t ″, 则H ＝12gt ″2,即180m ＝12gt ″2解得：t ″＝6 s,则t 总＝t ′＋t ″＝4 s ＋6 s ＝10 s解法二：以竖直向上为正方向,重物掉落时距地面高度h ＝100m,则有－h ＝vt 1－12gt 21而v ＝40m/s,解得t 1＝10 s [答案] (1)180m (2)10 s注意运动学公式中各物理量的矢量性,特别是速度、位移,当题目给出其大小时,如果忽视其方向性,就容易漏解,因此要特别注意这类问题的多解性.5．(多选)物体以20m/s的初速度做竖直上抛运动,空气阻力忽略不计,g取10m/s2,则( )A．物体上升的最大高度为40mB．经2 s物体上升到最高点C．物体上升阶段的平均速度为10m/sD．抛出后1 s末物体位于抛出点和最高点的中间位置[解析]物体上升的最大高度h＝v2 02g ＝20m,故A错误；物体上升的时间t＝vg＝2 s,故B正确；物体上升阶段的平均速度v＝ht＝10m/s,故C正确；上升过程物体做匀减速直线运动,速度逐渐减小,中间时刻物体位于中间位置上方,故D错误．[答案]BC课堂归纳小结[知识体系][关键点击]1．物体做自由落体运动要同时满足初速度为零和只受重力两个条件．2．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,其加速度恒定,叫重力加速度．3．在同一地点重力加速度相同,不同地点重力加速度不同.课后作业(九)[要点对点练]要点一：自由落体运动1．关于自由落体运动,以下说法正确的是( )A．质量大的物体自由下落时的加速度大B．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动C．雨滴下落的过程是自由落体运动D．从水龙头上滴落的水滴,下落过程可近似看作自由落体运动[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,故A错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体运动,故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,阻力与重力相比不可忽略,不能认为是自由落体运动,故C错误；从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,故D正确．[答案] D2．(多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )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[解析]自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略不计,物体的下落也可以看作自由落体运动,所以B、C、D正确,A错误．[答案]BCD3．四个小球在离地面不同高度处同时由静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔,小球依次碰到地面．下图中,能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是( )[解析]据题意,由于四个小球在离地面不同高度处同时由静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔,小球依次碰到地面,则据初速度为0的匀加速直线运动在连续相等的时间内通过的位移之比为1∶3∶5∶…,即第一个t内物体距离地面的高度比为1,第二个物体距离地面高度比为4,第三个物体距离地面高度比为9,第四个物体距地面高度比为16,C正确．[答案] C4．关于自由落体运动,以下说法正确的是( )A．自由落体运动是v0＝0的变加速直线运动B．满足xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…＝1∶3∶5∶…的运动一定是自由落体运动C．自由落体运动自开始下落的相等时间的位移一定满足xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…＝1∶3∶5∶…D．质量大的物体自由落体的加速度大[解析]自由落体运动是匀加速直线运动,所以A错误；满足B叙述规律的运动是初速度为零的匀加速直线运动,但并非一定是自由落体运动,所以B错误；在同一地点,自由落体的加速度是恒定的,与物体的质量无关,所以D错误,只有C正确．[答案] C要点二：自由落体加速度5．关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( )A．重的物体g值大B．同一地点,轻、重物体的g值一样大C．g值在地球上任何地方都一样大D．g值在赤道处大于北极处[解析]同一地点的重力加速度一样大,但在不同地点重力加速度不一样,它随纬度的增加而增大,随着高度的增加而减小,故B正确．[答案] B6．(多选)科学研究发现：在月球表面没有空气,重力加速度约为地球表面处重力加速度的1.若宇航员登上月球后,在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球,忽略地球和其他星球6对它们的影响,以下说法中正确的是( )A．羽毛将加速上升,铅球将加速下降B．羽毛和铅球都将下落,且同时落到月球表面C．羽毛和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面D．羽毛和铅球都将下落,且落到月球表面的速度相同[解析]羽毛和铅球在月球表面时都只受到重力作用,故它们均做自由落体运动,它们将同时落地,所以选项A、C错误,选项B、D正确．[答案]BD7．(多选)关于重力加速度的下列说法中,正确的是( )A．重力加速度g是标量,只有大小,没有方向,通常计算中g取9.8m/s2B．在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差不是很大C．在地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同D．在地球上的同一地点,离地面高度越大,重力加速度g越小[解析]自由落体加速度的大小和方向均与物体所处的地球表面的位置有关．重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力的方向相同．在地球表面,不同的地方,g的大小略有不同,但都在9.8m/s2左右,故A错误,B正确；在地球表面同一地点,g的值都相同,但随着高度的增大,g 的值逐渐减小,故C、D正确．[答案]BCD要点三：竖直上抛运动8．一个从地面开始做竖直上抛运动的物体,它两次经过一个较低点A的时间间隔是T A,两次经过一个较高点B的时间间隔是T B,则A、B两点之间的距离为( )A.18g (T 2A －T 2B ) B.14g (T 2A －T 2B ) C.12g (T 2A －T 2B ) D.12g (T A －T B ) [解析] 物体做竖直上抛运动回到出发点,上升时间与下落时间相等,则从竖直上抛运动的最高点到点A 的时间t A ＝T A 2,从竖直上抛运动的最高点到点B 的时间t B ＝T B2,则A 、B 两点的距离x ＝12gt 2A －12gt 2B ＝18g (T 2A －T 2B )．[答案] A9.将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2 s,它们运动的v －t 图像分别如图中直线甲、乙所示．则( )A ．t ＝2 s 时,两球的高度差一定为40mB ．t ＝4 s 时,两球相对于各自的抛出点的位移相等C ．两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D ．甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球的相等[解析] 根据v －t 图像中图线与时间轴所围的“面积”表示质点的位移,可知t ＝2 s 时,甲球通过的位移为x 甲＝12×(30＋10)×2m＝40m,乙球的位移为零,两球的位移之差等于40m,但两球初始的高度未知,故t ＝2 s 时两球的高度差不一定为40m,A 错误．t ＝4 s 时,甲球相对于抛出点的位移x 甲′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12×30×3－12×10×1m ＝40m,乙球相对于抛出点的位移x 乙′＝12×(30＋10)×2m＝40m,故此时两球相对于各自的抛出点的位移相等,故B 正确．两球从不同的高度以同样的速度竖直向上抛出,根据竖直上抛运动的规律x ＝－h ＝v 0t －12gt 2,h 是抛出点距地面的高度,可知两球从抛出至落到地面所用的时间间隔t不相等,故C错误．由v－t图知,甲球从抛出点至到达最高点的时间间隔与乙球的相等,都是3 s,故D正确．[答案]BD[综合提升练]10．(多选)甲物体的重量比乙物体的大5倍,甲从H高处自由落下,乙从2H高处与甲物体同时自由落下,在它们落地之前,下列说法中正确的是( )A．两物体下落过程中,在同一时刻甲的速度比乙的速度大B．下落1 s时,它们的速度相同C．各自下落1m时,它们的速度相同D．下落过程中甲的加速度比乙的加速度大[解析]要注意它们是同时自由下落的,所以两个物体下落是同步的,并且加速度都是一样的,同一时刻,甲、乙速度相同,故B、C正确．[答案]BC11．某物体从某一高度开始做自由落体运动,第1 s内通过了全程的一半,则物体还要下落多长时间才会落地( )A．1 s B．1.5 sC. 2 s D．(2－1) s[解析]自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等的位移所用的时间之比为1∶(2－1)∶(3－2)∶…,所以,物体下落后半程所用的时间为(2－1) s,故选项D正确．[答案] D12．某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示．倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球．手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球．当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落……这样,就可测出多个小球下落的总时间．(1)实验测得小球下落的高度H＝1.980m,10个小球下落的总时间T＝6.5 s．可求出重力加速度g＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法．(3)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt,这导致实验误差．为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响？请推导说明．[解析](1)H＝12gt2＝12g⎝⎛⎭⎪⎫T102所以g＝200HT2＝200×1.980(6.5)2m/s2≈9.4m/s2(2)由g＝200HT2可知,误差主要来源于H和T的测量,故增加H,或者对H、T多次测量求平均值,均可有效减小误差；另外,作出H－T2图像,从图线斜率k＝g200求得g,也可有效减小误差．(3)见答案．[答案](1)9.4(2)增加小球下落的高度；多次重复实验,结果取平均值．(其他答案只要合理也可)(3)由H1＝12g⎝⎛⎭⎪⎫T1n－Δt2和H2＝12g⎝⎛⎭⎪⎫T2n－Δt2可得g＝2n2(H1－H2)2(T1－T2)2,因此可以消去Δt的影响．13.如图所示,A、B两棒长均为L＝1m,A的下端和B的上端相距x＝20m,若A、B同时运动,A 做自由落体运动,B做竖直上抛运动,初速度v0＝40m/s.求：(1)A 、B 两棒经过多长时间相遇； (2)从相遇开始到分离所需的时间． [解析] (1)设经过时间t 两棒相遇, 由12gt 2＋v 0t －12gt 2＝x , 得t ＝x v 0＝2040s ＝0.5 s. (2)从相遇开始到两棒分离的过程中,A 棒做初速度不为零的匀加速运动,设从相遇开始到分离所需的时间为Δt ,则⎝ ⎛⎭⎪⎫v A Δt ＋12g Δt 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫v B Δt －12g Δt 2＝2L ,其中v A ＝gt ,v B ＝v 0－gt , 代入后求解得Δt ＝2Lv 0＝240s ＝0.05 s. [答案] (1)0.5 s (2)0.05 s14．从离地面500m 的空中自由落下一个小球,取g ＝10m/s 2,求小球： (1)经过多长时间落到地面？(2)自开始下落计时,在第1 s 内的位移、最后1 s 的位移； (3)下落时间为总时间的一半时的位移．[解析] 由h ＝500m 和自由落体加速度,根据位移公式可直接算出落地时间,根据运动时间,可算出第1 s 内位移和落下一半时间时的位移．最后1 s 内的位移是下落总位移和前(n －1) s 下落位移之差．(1)由h＝12gt2,得落地时间t＝2hg＝2×50010s＝10 s.(2)第1 s内的位移h1＝12gt21＝12×10×12m＝5m,因为从开始运动起前9 s内的位移为h 9＝12gt29＝12×10×92m＝405m,所以最后1 s内的位移为h10＝h－h9＝(500－405)m＝95m.(3)落下一半时间即t′＝5 s,其位移为h 5＝12gt′2＝12×10×25m＝125m.[答案](1)10 s (2)5m 95m (3)125m。

高中物理第二章第4节自由落体运动教案新人教版必修第一册-新人教版高一第一册物理教案

第4节自由落体运动核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任1.知道自由落体运动的条件。

2.知道自由落体加速度的大小和方向。

1.通过自由落体运动模型的建构，体会伽利略对自由落体运动的研究方法，领悟伽利略的科学思想。

2.掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题。

1.通过实验测量自由落体加速度的大小。

2.利用自由落体运动规律测量人的反应时间。

培养实事求是的态度，增强运动规律服务生产生活的意识。

知识点一自由落体运动[观图助学]1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

（1）运动性质：初速度等于零的匀加速直线运动。

（2）受力特点：只受重力作用。

不受其他力在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。

[思考判断]（1）物体从静止下落的运动是自由落体运动。

（×）（2）只在重力作用下的运动是自由落体运动。

（×）（3）空气中从静止释放的铁球的运动可以看作自由落体运动。

（√）,亚里士多德的观点：重的物体比轻的物体下落的快运动员打开降落伞下落时，受到的空气阻力不能忽略，不能看作自由落体运动。

知识点二自由落体加速度[观图助学]同一地点重力加速度g的大小是相同的，在地球的不同地方，g的值略有不同。

如果没有特别说明一般按9.8 m/s2计算。

1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。

这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。

2.方向：竖直向下。

（1）一般g＝9.8 m/s2，粗略计算g＝10 m/s2。

（2）g值随纬度升高而增大，随高度升高而减小。

[思考判断]（1）重力加速度的方向总是垂直向下的。

（×）（2）赤道上的重力加速度比两极点的大。

（×）（3）重力加速度的大小与物体的质量无关。

（√）,（1）重力加速度大小并不是恒定的。

重力加速度大小与物体的质量、运动状态、受力情况无关，与物体在地球上的纬度以及高度有关。

高中物理_自由落体运动教学设计学情分析教材分析课后反思

自由落体运动【教学目标】1．通过观察演示实验分析得出影响物体下落快慢的因素，进一步明确自由落体运动的概念和条件。

培养学生抓住主要矛盾，忽略次要矛盾的科学思维方法。

2．利用打点计时器探究自由落体运动的性质，明确重力加速度的大小。

培养学生敢于猜想、乐于求证的科学素养，体会自然规律的简单之美。

3．通过对自由落体规律的简单应用，培养学生解决实际问题的能力，从而感受到物体贴近生活、联系实际的特点。

【教学重点】1．自由落体运动的概念及条件，探究自由落体运动的性质。

2．利用自由落体运动规律解决实际问题。

【教学难点】通过分析纸带得出自由落体运动的性质。

【教学用具】多媒体课件、大小不同的两个钢球，两张相同的纸片、牛顿管、真空泵、重锤、打点计时器、铁架台、纸带、毫米刻度尺。

【教学过程】新课引入：利用物理学家费曼的名言引入：你能够发现真理，因为它既美又简单。

激发学生的求知欲。

展示动画：树叶落地，引出落体运动的概念，举例说明落体运动的普遍性，暗示落体运动规律研究的现实意义。

设问落体运动是否遵从某种规律，引入课堂。

新课推进：从最简单的事例入手开启探索之旅，首先比较两个物体下落的快慢：演示1：大小不同的两个钢球从同一高度同时自由下落。

问题1、实验现象表明物体下落的快慢和质量与体积有关吗？（学生回答）演示2：一张答题卡和一张相同答题卡揉成的纸团从同一高度同时自由下落。

问题2、影响物体下落快慢的因素是什么？（学生回答）问题3、如果没有空气阻力，情况会是怎样？（学生猜想）演示3：牛顿管实验。

得出结论：如果没有空气阻力，物体下落的一样快。

进一步提出自由落体运动概念。

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。

提醒学生思考定义中“自由”的含义，体会物体做自由落体运动的条件。

2.条件：只受重力、初速度为零。

问题4、生活中满足这种条件的运动多不多？研究这种运动有没有现实意义呢？提醒学生回忆最初的两个钢球演示实验，得出近似看做自由落体运动的条件。

2 4 自由落体运动导学案高中物理人教版(2019)必修第一册

2.4自由落体运动【自主学习】1、自由落体运动1）物体只在从开始下落的运动，叫做自由落体运动。

2）自由落体运动的性质是：。

3）如果，物体的下落也近似可以看做自由落体运动。

2、自由落体运动的加速度1）在，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，用字母表示。

2）地球表面不同地方，g的大小不同，在．处．g．最小，纬度越大的地方．．，．．．．．．．．．．g．越大在．处．g．最大。

．．．3）一般计算中，g可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特别说明，．．．．．．．都取。

3、匀变速直线运动规律→ 自由落体的运动规律：1）速度公式2）位移公式3）速度位移关系式只要把匀变速直线运动公式中的初速度v0取为0、加速度a取为g就可以了【针对训练】1．为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过3s后听到石块击水的声音，重力加速度取210m/s，估算井口到水面的距离，考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小（）A．30m，偏大B．30m，偏小C．45m，偏大D．45m，偏小2．一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0s．当地重力加速度为9.8m/s2。

该观察者据此估测了悬崖高度。

下列选项正确的是（）A．观察者估测悬崖高度约为29.4mB．观察者估测悬崖高度约为44mC．实际上空气阻力较大，因此悬崖实际高度比估测值大D．实际上空气阻力较大，因此跳水者的加速度大于9.8m/s23．小明在一匀速上升的电梯内，观察到电梯顶部有一螺丝因松动而掉落，已知电梯顶部离电梯地板的高度为2.45m，电梯匀速上升的速度大小为2m/s，不考虑空气阻力的影响，g取10m/s2，则螺丝从电梯顶部掉落到地板上的时间为（）A．0.48s B．0.7s C．1.12s D．0.32s4．一物体自距地面高为H的位置处自由下落，当它的速度达到着地速度一半时，它的下落高度为A ．8HB ．4HC ．2HD ．34H 5．一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T 为时间间隔，在第三个T 时间内位移是5m ，第三个T 时间末的瞬时速度为6m/s ，则（）A ．物体的加速度是1 m/s 2B ．第一个T 时间末的瞬时速度为2 m/sC ．时间间隔T=0.5 sD ．物体在第1个T 时间内的位移为0.5 m6．一名宇航员在某星球上做自由落体运动实验，让一个质量为2 kg 的小球从一定的高度自由下落，测得在第4 s 内的位移是42 m ，小球仍在空中运动，则（）A ．小球在2 s 末的速度大小是16 m/sB ．该星球上的重力加速度为12 m/s 2C ．小球在第4 s 末的速度大小是42 m/sD ．小球在4 s 内的位移是80 m7．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 ．不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是不同的C ．物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动D ．自由落体运动的加速度与物体的质量无关8．物体从某一高度处开始做自由落体运动，3s 后落到地面（g 取10m/s 2），则下列选项中正确的是（）A ．物体下落处离地面高为30mB ．物体落地时的速度大小为30m/sC ．物体在落地前最后1s 内的位移为25mD ．物体在整个下落过程中的平均速度为15m/s9．甲、乙两物体的质量之比为:5:1m m 甲乙，甲从高h 处自由落下的同时，乙从高2h 处自由落下，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A ．在下落过程中，同一时刻二者速度相等B ．甲落地之前，甲乙之间的距离逐渐变大C 2ghD ．甲、乙在空中运动的时间之比为2∶110．雨后，屋檐还在不断滴着水滴。

高中物理第二章第6节伽利略对自由落体运动的研究教学设计新人教版必修1-新人教版高一必修1物理

6．伽利略对自由落体运动的研究教材分析本节内容是让学生了解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思。

教材编写得脉络清楚，逻辑推理严谨、文字表述生动和通俗易懂，因此，适合于学生自主学习。

学生除阅读教材外，还可阅读一些课外参考书，从网上查阅一些资料，通过自己独立的思考，归纳、总结并提出自己的看法、体会等。

学情分析学生通过本章内容的学习，已经掌握了匀变速直线运动的知识，也掌握了自由落体运动的规律及其特点。

本节学习的重点不在知识，而是了解伽利略研究自由落体运动的方法，为探究和学习其它知识做准备。

设计思路本节课的主要任务是让学生了解伽利略研究自由落体运动的方法，采用交流、讨论的方法教学。

设学生设想自己处在伽利略的地位会怎样思考，在讨论伽利略的思想时是把它们放到当时的社会大背景中去考虑。

伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的？可做些点拨，如伽利略研究自由落体运动的几个重要的步骤是：通过理想实验的方法揭露了重物下落快的错误→从“自由落体运动应该是简单的〞认识出发，猜想v ∝x和v∝t两种可能性，但经过推理判定v∝x不正确→从逻辑推理得出检验v∝t即是检验x∝t2→巧妙设计斜面实验检验x∝t2。

教材“STS〞栏目的短文：从伽利略看科学与社会，可让学生自己阅读。

如果条件允许，也可在学生阅读一些资料的基础上组织课外的交流、讨论，小组或大班讨论的形式均可。

三维目标知识与技能1．了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色；2．理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性。

过程与方法1．让学生初步体会抽象思维、提出假说、科学实验是进行科学研究的重要思路和方法；2．通过史实了解伽利略研究自由落体规律的过程，体会其推理方法的奥妙，同时了解猜想的必要性，感受探究规律的几个必要过程和科学方法的重要性，了解体会一些科学的方法。

情感态度与价值观1．渗透研究自然规律的科学方法；2．通过了解史实能培养同学们的意志和科学的方法观，避免盲目和急功近利思想，提高自己的认识观；3．经历伽利略对自由落体运动的研究过程，体验数学在研究物理问题中的重要性。

2024-2025学年高中物理2.5-6自由落体运动教案新人教版必修1

4. 实验演示
5. 小组讨论
现在，我们分组进行讨论。请同学们相互分享你们的计算结果，并探讨一下实验中可能存在的误差。同时，大家可以思考一下，如何改进实验方法，以提高实验结果的准确性。
6. 总结提升
好了，现在我们来总结一下今天所学的内容。自由落体运动是指物体在重力作用下所做的运动，其规律可以用公式h=1/2gt^2来表示。通过实验验证，我们可以得出这一规律。在实验过程中，我们不仅要关注数据的结果，还要注意实验方法的改进和误差的分析。
（二）存在主要问题
1. 学生能力差异：在教学过程中，我发现部分学生在实验操作和数据分析方面存在困难，这影响了他们的学习效果。
2. 课堂参与度：部分学生在课堂上不够活跃，参与度不高，影响了课堂氛围和教学效果。
3. 教学资源利用不足：虽然我使用了部分教学资源，但还有更多的资源没有充分利用，如网络教学平台和教学课件。
板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。同时，板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。
重点题型整理
1. 题型一：计算自由落体运动的位移
问题：一颗从高度h自由落体的物体，经过时间t后，其位移是多少？
解答：根据自由落体运动规律h=1/2gt^2，我们可以得到位移h的计算公式。将已知的时间t和重力加速度g代入公式，即可计算出位移h。
然而，学生在能力方面存在一些差异。部分学生可能对实验操作不够熟悉，影响实验结果的准确性；部分学生在数据分析方面可能存在困难，这将对他们的学习进度产生一定影响。在素质方面，学生的观察能力、思考能力和问题解决能力参差不齐，这将给教学带来一定的挑战。
在行为习惯方面，部分学生可能缺乏学习物理的兴趣，课堂参与度不高；部分学生可能对自主学习和合作学习不够积极，这将对课堂效果产生一定影响。针对这些情况，我在教学过程中需要关注学生的个体差异，因材施教，并通过激发学生的学习兴趣、培养良好的学习习惯来提高他们的学习效果。

高中物理《自由落体运动》教案设计

一、教学目标1. 让学生理解自由落体的概念，了解物体在重力作用下的运动规律。

2. 让学生掌握自由落体运动的公式和计算方法。

3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 自由落体的定义2. 重力对物体运动的影响3. 自由落体运动的公式4. 自由落体运动的计算方法5. 自由落体运动在实际中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：自由落体运动的公式和计算方法。

2. 教学难点：自由落体运动在实际中的应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生探究自由落体运动的规律。

2. 利用多媒体动画演示自由落体运动，增强学生的直观感受。

3. 结合实际案例，让学生学会运用物理知识解决实际问题。

五、教学过程1. 导入：通过提问，让学生回顾之前学过的平面运动知识，为新课的学习做好铺垫。

2. 讲解自由落体的定义，让学生了解物体在重力作用下的运动特点。

3. 讲解重力对物体运动的影响，引导学生理解自由落体运动的规律。

4. 推导自由落体运动的公式，并讲解计算方法。

5. 利用多媒体动画演示自由落体运动，让学生直观地感受运动过程。

6. 结合实际案例，让学生运用自由落体运动的公式和计算方法解决问题。

7. 总结本节课的主要内容，布置课后作业，让学生巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对自由落体运动概念的理解程度。

2. 课后作业：布置有关自由落体运动的计算题，检查学生掌握公式和计算方法的情况。

3. 课堂讨论：组织学生讨论自由落体运动在实际中的应用，评估学生运用知识解决问题的能力。

七、教学资源1. 多媒体动画：用于演示自由落体运动，增强学生的直观感受。

2. 教学课件：展示自由落体运动的公式和计算方法。

3. 实际案例：提供有关自由落体运动的实际问题，供学生讨论和解决。

八、教学进度安排1. 第一课时：讲解自由落体的定义和重力对物体运动的影响。

2. 第二课时：推导自由落体运动的公式和计算方法。

3. 第三课时：利用多媒体动画演示自由落体运动，结合实际案例讲解应用。

高中物理 2.5 自由落体运动学案新人教版必修

高中物理 2.5 自由落体运动学案新人教版必修1、知道物体做自由落体运动的条件、2、通过实验探究自由落体运动加速度的特点，建立重力加速度的概念、知道重力加速度的大小、方向、(重点)3、掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题、(难点)一、自学自测1、定义：物体只在重力作用下从开始下落的运动、2、做自由落体运动的条件：(1)(2)3、运动性质：4、自由落体加速度（1）、定义：（2）、方向：（3）、大小：6、一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为（）A、铁钉比棉花团重B、棉花团受到的空气阻力不能忽略C、棉花团的加速度比重力加速度小D、铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大7、关于自由落体运动，下列说法正确的是()A、自由落体运动是一种匀变速直线运动B、物体刚下落时，速度和加速度都为零C、物体的质量越大，下落时加速度就越大D、当地重力加速度为9、8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9、8 m/s二、自研自悟（一）、自由落体运动规律探究：1、打点计时器法：(1)按如图2－5－2所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹、 (2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2求出重力加速度的大小、2、实验结论：（二）规律应用例1、一个物体从45m高的地方静止释放，做自由落体运动，（g取10m/s2）求：（1）到达地面时的速度（2）下落最后1s 内的位移例2、一个自由落下的物体在最后1 s内落下的距离等于全程的一半，计算它降落的时间和高度？取g=10m/s2三、自练自提1、关于重力加速度的说法中，不正确的是（）A、重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g 取9、8m／s2B、在地面上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C、在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D、在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小2、从高度为125m的塔顶，先后落下a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1s，则以下判断正确的是（g取10m/s2，不计空气阻力）（）A、b球下落高度为20m时，a球的速度大小为20m/sB、a球接触地面瞬间，b球离地高度为45mC、在a球接触地面之前，两球的速度差恒定D、在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定3、不计空气阻力，同时将一重一轻两石块从同一高度自由下落，则两者（）①在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度；②在下落这段时间内平均速度相等；③在1 s内、2 s内、第3 s 内位移之比为1∶4∶9；④重的石块落得快，轻的石块落得慢。

物理：2.5《自由落体运动》教案1(新人教版必修1)

2.5 自由落体运动教学设计（一）整体设计自由落体运动是一种理想化模型，在高中物理教学中具有特殊的地位.在知识上它是匀变速直线运动的一个特例，在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法.在整个必修一教学的安排上，匀变速运动的教学重点在于规律的应用，自由落体运动的新课教学则要向学生介绍用现代先进教学仪器研究自由落体运动的规律特征，有利于学生站在一个现代新科技的角度观望历史人物对自由落体的研究，体会近代物理的先驱伽利略是如何进行研究的——这是向高中学生首次介绍伽利略的物理学研究方法的教育，它在整个高中物理教学中具有特殊重要的意义.本课程的教学设计要解决两个问题，一是怎样引入课题和分析论证课题；二是介绍自由落体运动规律以及用打点计时器实验时的注意事项.这两个问题是统一的，前者是教学的组织，即课程进展的形式；后者是课题内容本身，这两者的结合便是本课的教学任务.教学重点自由落体运动的规律.教学难点自由落体运动规律的得出.课时安排1课时三维目标知识与技能1.理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念；2.掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题过程与方法1.培养学生的观察能力和逻辑推理能力；2.进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；3.通过对自由落体运动规律的应用，提高学生的解题能力.情感态度与价值观1.充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验，让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，做到师生默契配合、情理交融，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态.2.利用课后的阅读材料，介绍伽利略上百次的对落体运动本质规律的探索研究，使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育教育的素材.课前准备木架、小球、细线、牛顿管、硬币、羽毛、纸片（多张）教学过程导入新课情景导入教师两手分别拿一小球和纸片，从相同的高度释放两物体.提出问题：小球和纸片谁先落地呢？这说明什么问题呢？是不是说重的物体比轻的物体落地比较快呢？我们这节课就来研究这个问题.故事导入一位普通的妈妈，身体纤弱，轻声细语，几乎不爱好任何的体育运动.一天，她出门去买东西，孩子和保姆留在家里.保姆拉过一张桌子放在窗户前，让孩子自己趴在桌子上玩，自顾自地做其他事情去了.当妈妈的身影在远方出现的时候，孩子兴奋地手舞足蹈起来，他伸出小手想去拥抱那个熟悉的身影，大半个身体顿时悬在半空中.孩子不会理解自己身处的险境，希望妈妈立刻把他抱进怀里.于是，五楼的窗口上，小男孩变得像小鸟一样轻盈，他张着翅膀向着妈妈飞过去.周围的人们都目睹了这一幕：远处的妈妈只感觉自己变成了一支箭飞快地奔向一栋大楼，然后准确地接住了从楼上掉下来的一个小男孩.闻讯赶来的消防队员对这一幕的发生简直难以置信，按照他们的计算，用那么短的时间从女人当时所处的位置跑到楼下是不可思议的，连最优秀的消防员也无法达到那样的速度.你能根据当时的情景测出这位伟大母亲的奔跑速度吗？需要知道哪些物理量呢？复习导入复习旧知：1.匀变速直线运动的规律⎪⎩⎪⎨⎧+=+=20021at t v s at v v t 2.推论①v t 2=v 02+2as ；②v =20t v v +=2t v ；③v 0=0 s 1∶s 2∶s 3=1∶4∶9 s Ⅰ∶s Ⅱ∶s Ⅲ＝1∶3∶5我们今天应用这些知识研究一种常见的运动——自由落体运动.演示：硬币和纸片分别从同一高度由静止开始同时下落，观察下落速度，从表面上看得到结论：“物体越重，下落得越快”.是这样吗？推进新课一、自由落体运动在现实生活中，不同物体的下落快慢在不少情况下是不同的.从苹果树上落下的苹果和飘下的树叶能一起同时下落吗？教师设疑：重的物体一定下落得快吗？你能否证明自己的观点？合作探究取两枚相同的硬币和两张与硬币表面面积相同的纸片，把其中一张纸片揉成纸团，在下述几种情况下，都让它们从同一高度自由下落，观察下落快慢情况.1.从同一高度同时释放一枚硬币和一个与硬币面积相同的纸片，可以看到硬币比纸片下落得快，说明质量大的下落得快.2.两张完全相同的纸片，将其中一张卷紧后从同一高度同时释放，观察到卷紧的纸团比纸片下落得快，说明质量相同时体积小的下落得快.3.将一枚硬币与已经粘贴了纸片的硬币从同一高度同时释放，观察到一样快，说明体积相同质量不同时下落一样快.4.一块面积较大的硬纸板、一个小软木塞，分别放到已调平的托盘天平的两个盘中，可以看出纸板比软木塞重，从同一高度同时释放它们，软木塞比纸板下落得快，说明在特定的条件下，质量小的物体下落得会比质量大的物体还快.结论：物体下落过程的快慢与物体质量（轻重）无关.演示实验“牛顿管”的实验将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片下落得快，羽毛下落得慢.将羽毛和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同.做牛顿管对比实验要注意：1.抽气达到一定的真空度时，应先关闭钱毛管阀门，然后再停止泵的运转.2.先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽成真空的牛顿管中同时下落，它们几乎同时落到管底.3.打开进气阀，让学生注意听到进气的声音，看羽毛被气流吹起的现象，再让学生观察羽毛、软木塞或金属在有空气的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大.4.实验时，勿使金属片压在羽毛上，以免不抽气时出现同时下落的现象.结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，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相同.课堂训练图2-5-1所示是课题研究小组进行自由落体运动实验时，用频闪连续拍照的方法获得的两张照片A和B，任选其中的一张，回答下列几个问题：A.质量相等的纸片和纸团B.体积相等的铅球和木球图2-5-1（1）我选图_________；（2）我从图中观察到的现象是:________________________________________；（3）请对你所观察到的现象进行解释.参考解答1:（1）图A（2）质量相等的纸片和纸团同时释放，纸片比纸团下落得慢.（3）如图2-5-2，质量相等的纸片和纸团，它们的重力相等.由于空气的阻力对纸片的影响较大，不能忽略，所以纸片下落加速度较小.如果把纸片揉成纸团，空气阻力对纸团的影响较小，纸团下落加速度较大，所以质量相等的纸片和纸团同时放手，纸片比纸团下落得慢.图2-5-2参考解答2:（1）图B（2）体积相等的铅球和木球同时释放，几乎是同时落地的.（3）如图2-5-3，阻力对它们的影响很小，几乎可以忽略，虽然G铅大于G木，但是由于m铅也大于m木，即铅球的惯性比木球大，所以它们获得了相同的加速度g.对于同种材料的大、小二球，情况也是如此，它们也有相同的加速度g，所以体积相等的铅球和木球几乎是同时落地的.图2-5-3阅读课本并回答：（1）什么叫自由落体运动？（2）自由落体运动的特点是怎样的？物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动.特点是：（1）初速度为零；（2）只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计.在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用.因此，严格地说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动.但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的下落也可看作自由落体运动.例如，对于实心金属球、石块等，在它们运动速度不大的情况下，可以忽略空气阻力的影响，把它们的下落看成自由落体运动，若它们从非常高的地方自由下落，当它们的速度增大到一定程度，空气阻力不能忽略，它们运动的全过程就不能看成自由落体运动.而对于另外一些物体如一团棉花或纸片，从空中静止下落时，与重力相比，空气阻力的影响太大不能忽略，它们的运动就不能看作自由落体运动处理.阅读：（课件展示）气体和液体都具有流动性，统称为流体.流体所受的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大.雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大.当阻力增大到与雨滴所受重力相等时，二力平衡，雨滴开始匀速下落.流体的阻力跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大.跳伞运动员在空气中张开降落伞，凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力，可以比较缓慢地降落.航天飞机着陆后，在飞机后面张开一面类似降落伞的装置，加大阻力，以便较快地停下来.流体的阻力还跟物体的形状有关系，头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫做流线型.鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力，小轿车、赛车、飞机、潜艇以及轮船的水下部分，外形都采用流线型设计.一般来说，空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力要小.气垫船靠船下喷出的气体，悬浮在水面上航行，阻力减小，速度很大.磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上行驶，速度可高达500 km/h.实验探究按照教材第43页的图2.5-1装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程.说明：落体运动物体的位置往往变化得比较快，凭目测难以观察和记录，用打点计时器或频闪照相就可以记录下运动物体每隔相等时间所在的位置（运动信息），这样得到的纸带（或照片）可以用来对运动过程进行分析.教材中用打点计时器较好地将重物下落过程记录下来，这样做既简便易行，又拓宽了对基本仪器的应用，但实验的准确度较难把握.因此在实验中要注意：1.按教材图示和实验要求连接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；2.打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力；3.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小；4.先接通电路再放开纸带；5.手捏纸带松手之前，不要晃动，保证打出的第一个点清晰；6.重复上述步骤多次，直到打出的第一点与第二点之间间隔约为2 mm的纸带才是有效的；（学生的疑问暂且不要解释）7.教师一定要提醒学生思考讨论，影响实验准确度的因素有哪些？并给予具体引导，注意培养实事求是的科学态度；8.要求学生保存好记录了自由落体运动信息的纸带，为下节课研究运动规律作准备.完成实验后，分析纸带上记录的运动信息，请思考下列问题：（1）自由落体运动的轨迹是怎样的？（2）重物做自由落体运动的过程中，其速度有没有发生变化？（3）有的同学从实验结果中得出x∝t2，有的同学得出x∝t，你的结论又如何呢？（4）相邻、相等时间间隔的位移之差有怎样的关系？（5）影响实验精确程度的因素有哪些？参考：分析纸带可获取信息：（1）自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变；（2（3）位移x与时间t的平方成正比；（4）相邻、相等时间间隔的位移之差相等；（5）影响实验精确度的因素主要是阻力.用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论.教师点评：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的.学生运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论.结果：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度大约是9.8 m/s2.课堂训练意大利的城市比萨有座著名的塔，建于1173年，塔高55.4 m，由于塔基问题，塔身发生倾斜，这正是理想的落体实验场所.传说，经典力学与实验物理学的先驱者伽利略为了证明他的论断，曾于1590年的某天邀请了许多支持者和反对者到斜塔旁观看他的实验.只见伽利略站在塔顶，一只手拿着一个1磅重的小球，另一只手拿着一个10磅重的大球，在提醒观众注意后一松手，两个球同时开始笔直下落.伽利略令人信服地胜利了.这段描述今天已无从落实是否真实地发生过，然而比萨博物馆至今还展览着据说是当年伽利略用来做实验的木球，比萨斜塔也由于这个传说而更加闻名于天下了.1.请同学们补充上述实验的结果：两个各重1磅与10磅的球落地的先后情况是怎样的？2.这个实验证明了什么结论？参考结果：1.同时落地；2.物体下落过程的运动情况与物体质量无关.二、自由落体加速度通过算g 值理解自由落体运动的加速度是一个定值（在同一地点），引导学生学会分析数据，归纳总结规律.教师设疑：1.自由落体运动的加速度在各个地方相同吗？2.它的方向如何？明确：使用不同的物体进行反复的实验表明：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度.符号：g ；方向：竖直向下（与重力方向一致）；大小：与地点有关.一般计算中g=9.8 m/s 2，粗略计算中可以取g=10 m/s 2.让学生看教材第44页列表，尝试从表中寻找规律，这一规律是怎样产生的？猜想结论：越往北重力加速度越大，说明重力加速度与地理纬度有关，纬度越高，重力加速度越大. 讨论交流：在现实中，雨滴大约在1.5 km 左右的高空形成并开始下落，计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样快速的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s.为什么它们的差别会这么大？参考：意大利物理学家伽利略得出了物体在只受重力的情况下（即不受阻力）由静止开始的运动，叫自由落体运动.那么一切物体的下落都一样快，加速度都为g ＝9.8 m/s 2，在任意时刻物体的速度v t =gt ，在任意时刻物体下落的高度：h=21gt 2.这样，可以得出v t 2=2gh.现在说说雨滴的下落是否是自由落体吧.首先说说雨滴的形成：由于大量湿空气的上升，随着高度增加压强逐渐减小，水蒸气出现过饱和，使水蒸气凝结而形成小水滴，大量小水滴聚集起来形成云.小水滴吸收水汽，形成大水滴，受重力开始下落，又与上升的热水汽形成更大的水珠，这样形成的水滴的下落是自由落体吗?我们先假设水滴下落是自由落体，并且还假设云的高度为2 000 m ，那么这样的水滴下落到地面的速度有多大?由v t 2=2gh 易计算得到v t =200 m/s. 试想水滴以这样大的速度下落到头上会发生什么，那是可想而知的.那么水滴下落到地面上的速度到底有多大?大约为8 m/s 的速度匀速下落.这样的速度已经很大了，如果雨滴的半径比较大的话，人们必会感到痛.要真是自由落体的话，那还了得吗？那么水滴在下落时的速度为什么会这么小?原因是水滴在下落时要与它正下方的小水滴（上升的水汽）相碰并吸收，由于小水滴的阻碍作用，减慢了它下落的速度，水滴下落的速度越大，这种阻碍作用越强，当水滴的重力与阻碍的力相等时，雨滴就会匀速下落.当雨滴的半径大到某一程度时，受到气流的影响而会分裂，较大的部分继续下落，而较小的又会随上升的气流上升，又起到阻碍大水滴下落的作用，所以我们看到的雨滴不会太大，就是这个道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超过8 m/s. 实验探究用滴水法可以测定重力加速度的值.方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板A ，使水一滴一滴断续地滴落到挡板上，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一水滴滴在挡板上的声音的同时，下一水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h ，再用秒表计时，计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3、4……”，一直数到“n ”时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的示数为t.1.写出用上述测量计算重力加速度g 的表达式.2.为了减小误差，改变h 的数据，测出多组数据.记录在表格中（表中t 是水滴从水龙头口到A 板所用的时间，即水滴在空中运动的时间），请在图2-5-4中所示的坐标纸上作出适当的图象，并利用图象求出重力加速度g 的值.（要求两位有效数字）图2-5-4解答：1.每滴水下落h 所用的时间为t ′=1-n t ，根据自由落体运动规律h=21gt ′2可得g=22)1(2t h n -. 2.由于2th =2g ，故下落高度h 为纵坐标，以时间的平方t 2为横坐标画h-t 2图象，应为直线，其斜率k=2g ，g=2k.认真描点作图，求出斜率k ，即可求得g.解得g=9.78 m/s 2.课堂训练一位同学进行“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验.1.现有下列器材可供选择：铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220 V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键.其中不必要的器材是：____________________________；缺少的器材是____________________________.2.这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带.把开始打的第一个点标为A ，随后连续的几个点依次标记为点B 、C 、D 、E 和F ，测量出各点间的距离，如图2-5-5所示.图2-5-5请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：___________________________________________________________________________3.根据你的计算公式，设计表格记录需要的数据，计算纸带下落的加速度.（结果保留两位有效数字）4.估计你的计算结果的误差有多大？试分析误差的来源及其减小误差的方法.参考解答：1.要根据各校具体使用的仪器作答，例如：其中不必要的器材是：电火花打点计时器及碳粉纸、220 V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表；缺少的器材是：低压交流电源、毫米刻度尺、重锤.2.依据的公式：a=2tx . 3.数据处理方法不限，要体现取平均值消除误差的思想，表格记录的数据要与所使用的公式匹配.4.实验结果：纸带的加速度9.63 m/s 2与重力加速度的标准值9.8 m/s 2有偏差，误差大小为Δa=|9.8-9.63| m/s 2=0.17 m/s 2.误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦，可以用增大重锤重力的方法，减少摩擦的影响. 做一做：1.阅读教材第44页“测定反应时间”，回答下列问题：问题1：若测出某同学捏住直尺时，直尺下落的高度为10 cm ，那么这位同学的反应时间是多少？参考：根据自由落体运动规律h=21gt 2，可得反应时间t=gh 2=0.14 s. 问题2:在上课时，教师用这种方法测量同学们的反应时间，但同学刚把尺子捏住，教师马上就说出该同学的反应时间，也没见他怎样计算，你知道老师是怎样做的吗？参考：教师事先算好时间并写在直尺上，这样就可以直接给出学生的反应时间.2.教师引导学生阅读教材第44页“做一做”让学生提出自己解决问题的思路，不必准确解答，同时强调“估算”.学生独立思考，并提出解决办法，比较各种不同方法，并讨论其合理性及可行性.由于照相机的曝光时间极短，一般为1/30 s 或1/60 s ，曝光量相差10%对照片不会有明显影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样.故在这样短的时间内，这种误差允许的范围内，物体运动的速度可以认为是不变的，可以看作匀速运动来处理.建议学生利用课下时间解出其准确值，比较两种情况下的时间差异.课堂小结本节课主要内容包括：1.自由落体的概念：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；2.自由落体的运动规律：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；3.自由落体加速度:在同一地点，一切物体的自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度. 布置作业1.教材第45页“问题与练习”3、4题；2.课下自由组织合作小组，试测自己所在教学楼层的高度.设计好思路，选择最简洁方便的测量工具，记录活动报告.板书设计5 自由落体运动1.概念：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.2.运动规律：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.3.自由落体加速度：在同一地点，一切物体的自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度.活动与探究主题：测定反应时间原理：根据自由落体运动的规律，做教材44页“做一做”内容，测定反应时间.过程：两位同学合作，其中一名同学拿直尺的上端，被测同学把手虚放在某一刻度位置，当看到合作者松手的瞬间，被测同学立即握住直尺，由两次手指所在位置的刻度差及h=221gt →t=gh 2求得反应时间.结论：t=gh 2习题详解1.解答：橡皮下落得快.纸团比纸片下落快得多.因为纸片的重力本来就较小，而在下落过程还受到较大的空气阻力，所以纸片下落较慢；当把纸片揉成团时，空气阻力变小，所以下落得就快一些.▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓ 2.解答：根据自由落体位移公式：h=21gt 2=45 m,由于空气有阻力，所以实际下落的加速度a ＜g,所以计算结果应小于45 m.所以实际高度比计算值小.3.解答：设井口到水面的距离为h,石块下落做自由落体运动，设石块落到水面的时间为t,则有：h=21gt 2=31.25 m,井深约31 m.考虑到声音传播，所以石子实际下落的时间应为t<2.5 s. 4.解答：分析可知有四种方法：（1）根据h=21gt 2，有g=22th （t 是从开始到落到每一点的时间），求出重力加速度，求平均值，算出发生的时间. （2）根据Δh=gt 2,有g=2t h ∆(t=0.4 s) 利用连续相等时间内的位移差来计算，进行平均.（3）可以先算出某两点的瞬时速度，利用g=tv v 0-计算g. （4）有频闪照片知小球各个位置的速度为画出速度—时间图象,如上表中图所示.设计点评落体运动和生活经验密切相关，而又受生活中的定势思维所干扰，容易对正确认识落体问题产生负面影响.所以教学中既要列举生活中的大量常见现象，又要借助生活中的事例进行自我矛盾辨析，通过师生分析、论证从而得出正确的、有说服力的结论——物体下落的快慢和物体的质量无关.进一步得出自由落体运动的概念，明确自由落体运动所满足的条件.。

高中物理 2.5 自由落体运动与竖直上抛运动教案新人教版必修1-新人教版高二必修1物理教案

教学过程一、复习预习匀变速直线运动的运动规律如下：二、知识讲解考点/易错点1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。

2．运动性质初速度为0，加速度为重力加速度的匀加速直线运动。

3．基本规律(1)速度公式：v ＝gt(2)位移公式：h ＝12gt2 (3)速度位移关系式：v2＝2gh考点/易错点2自由落体运动规律1）速度公式t v gt =2）下落高度212h gt =3）下落时间t=4）落地速度v=考点/易错点3竖直上抛运动1．运动特点加速度为g，上升阶段做匀减速直线运动，下落阶段做匀加速直线运动。

[ 2．运动规律(1)速度公式：v＝v0－gt(2)位移公式：h ＝v0t －12gt2 (3)速度—位移关系式：v2－v 20＝－2gh(4)上升的最大高度：H ＝v 202g(5)上升到最大高度用时：t ＝v0g考点/易错点4竖直上抛运动的导出公式和推论(1)上升到最高点的时间t=v 0/g(推导：最高点v=0 由v=v 0 -gt 可知：0=v 0-gt ，所以，到达最高点时间t =v 0/g)(2)上升到最高点所用时间与落回到抛出点所用时间相等。

（3）上升的最大高度H=v 02/2g(推导：因为最高点 v =0,由v t2-v02=-2gH得H=v02/2g)考点/易错点51．竖直上抛运动的研究方法竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速运动，处理时可采用两种方法：(1)分段法：将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。

(2)全程法：将全过程视为初速度为v0，加速度a＝－g的匀变速直线运动，必须注意物理量的矢量性。

习惯上取v0的方向为正方向，则①v>0时，物体正在上升；v<0时，物体正在下降；②h>0时，物体在抛出点上方；h<0时，物体在抛出点下方。

2．竖直上抛运动的对称性如图所示，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则：(1)时间对称性：物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等，同理有t AB ＝t BA(2)速度对称性：物体上升过程经过A 点的速度与下降过程经过A 点的速度大小相等。

2019-2020学年高中物理第二章 5 自由落体运动练习(含解析)新人教版必修1

5 自由落体运动基础巩固1下列关于重力加速度的说法正确的是()A.重力加速度是矢量B.地球上各处的重力加速度g值都相同C.济南的重力加速度为9.8 m/s2,说明在济南做下落运动的物体,每经过1 s速度增加9.8 m/sD.黑龙江和广州的重力加速度都竖直向下,两者的方向相同答案:A2关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.在连续相等的位移内所用时间相等B.在连续相等的位移内平均速度相等C.在任何相等的时间内速度的变化量相等D.在任何相等的时间内位移的变化相等解析:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,速度的变化量Δv=gΔt,在任何相等的时间内速度的变化量相等,选项C正确;自由落体运动在连续相等的位移内所用时间t1∶t2∶t3∶ (1),选项A错误;自由落体运动在连续相等的位移内所用时间不同,故在连续相等的位移内平均速度不相等,选项B错误;自由落体运动在连续相等的时间内位移大小之比x1∶x2∶x3∶…=1∶3∶5∶…,故在任何相等的时间内位移的变化不相等,选项D错误。

答案:C3(多选)小鹏摇动苹果树,从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止下落,发现苹果先落地,下列说法正确的是 ()A.苹果和树叶都是自由落体运动B.苹果和树叶的运动都不能看作自由落体运动C.苹果的运动可以看作是自由落体运动,树叶的运动则不能看作自由落体运动D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶会同时落地解析:自由落体运动是初速度为零,只在重力作用下的运动,当阻力远远小于重力时,阻力对运动影响可以忽略,这样的运动可看作自由落体运动,否则不可以。

答案:CD4唐代诗人李白用“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的壮美。

(1)不计空气阻力,以三尺为1 m,可估算出水落到地面的速度约为()A.100 m/sB.141 m/sC.200 m/sD.1 000 m/s(2)不计空气阻力,下落一千尺和三千尺时的速度之比为 ()A.1∶1B.1C.1∶3D.1∶9解析:(1)把瀑布的下落看成自由落体运动,三千尺换算成1000m,g取10m/s2,由速度与位移的关系得v m/s≈141m/s。

2024年高中物理第二章第5节自由落体运动教案新人教版必修1

5.作业完成情况：通过检查学生作业的完成质量，了解他们对课堂所学知识的掌握程度。评价标准包括学生的作业正确率、作业的完整性和对问题的分析能力的展示等。
6.教师评价与反馈：针对学生在课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试、实验操作成果和作业完成情况等方面的表现，给予及时的反馈和评价。评价内容主要包括学生的学习态度、对知识点的掌握程度、解决实际问题的能力等。同时，针对学生的不足之处，给予具体的改进建议和指导，帮助他们提升学习效果。
3.素质基础：学生具备良好的学习态度和团队合作精神，但在自主探索和解决问题方面仍有待提高。因此，在教学过程中，需要激发学生的自主学习兴趣，培养其独立解决问题的能力。
4.行为习惯：学生在课堂上表现积极，参与度高，但部分学生对物理实验操作不够熟悉，需要加强实验操作的培训。同时，部分学生在完成作业时存在拖延现象，需要加强时间管理的教育。
2.新课导入：介绍自由落体运动的定义和特点，引导学生理解自由落体运动的概念。
3.知识点讲解：讲解重力加速度的概念，并通过实验或动画演示重力加速度的特点。
4.公式讲解：推导并讲解自由落体运动的公式，让学生了解如何运用公式解决实际问题。
5.例题讲解：挑选典型例题，讲解如何运用所学知识解决实际问题。
6.课堂练习：布置练习题，让学生巩固所学知识。
六、教学资源
1.多媒体课件：制作课件，直观展示自由落体运动的特点和公式。
2.实验器材：准备实验器材，进行实验演示。
3.练习题库：整理一份针对性的练习题库，用于课堂练习和课后作业。
核心素养目标
本节课旨在培养学生的物理核心素养，主要包括以下方面：
1.科学思维：通过学习自由落体运动，培养学生运用物理学原理分析和解决问题的能力，使其能够运用科学思维方法对相关现象进行解释和预测。

人教版高中物理教案-自由落体运动

高中物理新課標教學設計2.5 自由落體運動【學習者分析】學生目前對勻變速運動的規律有一定的理性認識，加上日常生活經驗，形成了一定的認知結構，為本節課的學習奠定了基礎。

【教材分析】（1）本節內容主要包括自由落體運動的概念和自由落體運動的規律，屬概念和規律的綜合課。

（2）自由落體運動在教材中作為勻變速直線運動的一個實例進行研究，其作用有二：一是通過運用勻變速直線運動的規律鞏固和加深對勻變直線速運動的理解，同時自由落體運動作為一個典型的物理模型也需要學生掌握；二是通過事例說明研究自然規律的一般科學方法。

（3）由於本教材將力、力的合成、牛頓第二定律的內容分別放在第四、五、六章，所以不能從受力分析得出自由落體運動是勻變速直線運動的結論，而必須通過研究位移、時間的關係來獲取。

4、在本章第二節中學生已經學習了打點計時器的使用，並且在學校現有的實驗條件下，使用打點計時器來探究自由落體運動的規律比採用頻閃照相法更切實可行，將頻閃照片用來欣賞和計算說明阻力的影響，可以使抽象出理想化模型的難點更加自然。

【教學目標】1.知識與技能：（1）知道什麼是自由落體運動；（2）知道什麼是自由落體加速度，它的方向和大小；（3）掌握自由落體運動速度、位移隨時間變化的規律；（4）運用自由落體運動規律解決實際問題。

2.過程與方法：（1）觀察自由下落的物體，預測其運動特點；（2）實驗探究自由落體運動的規律；（3）閱讀教材第三部分，瞭解研究自然規律的一般科學方法。

3.情感態度與價值觀：（1）注意科學態度和科學方法教育；（2）發展學生對科學探究的興趣。

【重點難點】重點：實驗探究自由落體運動的規律。

（從學生掌握知識的角度，可以認為“瞭解自由落體運動的定義和掌握自由落體運動的規律”是重點。

從提高學生科學素養，促進學生自主學習來說，確定“實驗探究自由落體運動的規律”為重點更符合新課程標準的要求）難點：運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出理想條件下的物理模型——自由落體運動。