2021届教科版物理必修第一册教案+学案：2.5 自由落体运动-学案(有答案)

自由落体运动

【学习目标】

【学习重难点】

学习重点：探究自由落体运动加速度的大小。

学习难点：体会科学研究方法并能够分析生活中的自由落体问题．

【学习过程】

一、知识纲要导引

二、基础导学

（一）自由落体运动

1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的________决定的。

2．伽利略的观点：重物与轻物应该下落得同样快。

3．伽利略对自由落体运动的研究运用了________和________的巧妙方法进行实验，证实了下落距离与时间的平方成________的猜想。

4．自由落体运动

（1）定义：只在________作用下，物体由________开始下落的运动，称为自由落体运动。

（2）特点：

①受力特点：只受________作用。

②运动特点：________的匀加速直线运动。

（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________，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度（gravitational acceleration），通常用________表示。

2．方向：________________

3．（1）在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都________。

（2）在地球上不同地点，g的大小一般________，g值随纬度的增大而逐渐________。

（3）一般g=________2

g=。

10 m s

m或2

三、思考判断

（1）物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动。（）

（2）加速度为g的运动是自由落体运动。（）

（3）自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等。（）

（4）地球上任意一点的重力加速度相同。（）

（5）不同的物体重力加速度相同。（）

（6）伽利略通过“冲淡重力”方法直接验证了小球从斜面滑下的速度v与时间t成正比。（）

四、启迪思维，突破重点

主题一：自由落体运动

问题探究

探究点

（1）第一幅图左边管中有空气，右边管中是抽成真空的，钱币和羽毛在两种情况下下落有什么不同？

（2）观察第二张图片，然后从两张图片中总结物体下落的运动规律。

提示：（1）抽成真空的钱币和羽毛下落快慢一样，有空气的羽毛下落得慢。

（2）第二张图片两个铁球同时着地，意味着空气阻力对铁球几乎没影响。小结：影响落体运动快慢的因素是空气阻力，如果能忽略空气阻力的影响，只在重力作用下运动，所有物体下落的情况都是一样的，与物体的质量无关。

探究总结

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：只受重力作用。

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）自由落体运动是初速度为零、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。

知识链接：

（1）从冰柱上滴落的水滴的运动可看作自由落体运动。

（2）月球上没有空气，物块从静止下落的运动均是自由落体运动。

典例示范

例1：（多选）关于自由落体运动，下列说法正确的是（）

A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动

B．仅在重力作用下的运动叫自由落体运动

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．当空气阻力的作用较小，可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落的运动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由静止开始下落的运动，它的初速度为零。若空气阻力比较小，可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落可视为自由落体运动。故正确答

案为C 、D 。

答案：CD

知识链接：自由落体运动的判定方法 （1）根据条件判定： ①初速度为零 ②只受重力

（2）根据题目中的一些暗示语来判定，如“忽略阻力”、“阻力远小于重力”“月球上”。 训练1：[2019·武汉高一检测]某同学摇动苹果树时，一个苹果和一片树叶从同一高度处同时由静止落向地面。下列说法正确的是（ ）

A ．苹果和树叶都是自由落体运动

B ．苹果和树叶都不能看成自由落体运动

C ．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地

D ．由于苹果受到空气阻力，所以苹果不能看作自由落体 主题二：自由落体加速度 问题探究 探究点

利用如图所示的实验装置测定重力加速度。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。

试结合上述情景讨论：

如何根据打上点的纸带求出重物的重力加速度？ 提示：由1

2n n n x x v T

++=

求出各点的瞬时速度，作出v t -图像，v t -图像是一条过原点的倾斜直线，直线斜率表示加速度。

注意事项：

（1）应选用质量和密度较大的重物。增大重物的重力可使阻力的影响相对减小。

（2）打点计时器应竖直放置，以减小阻力。

（3）重物应从靠近打点计时器处释放，要先接通打点计时嚣的电源，再释放纸带。探究总结

知识链接：关于重力加速度的测定方法