2024_2025学年高中物理第一章运动的描述7对自由落体运动的研究学案教科版必修1.doc
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对自由落体运动的探讨
一、自由落体运动
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吗？
提示：相同。
1．性质：初速度为零的匀加速直线运动。
2．特点：
(1)运动特点：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，可以忽视时，物体的下落才可当作自由落体运动来处理。
二、伽利略对落体运动规律的探讨
(1)亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量确定的。
(2)关于伽利略的探讨，符合科学实际的有②④
①亚里士多德的观点是：重物、轻物下落得一样快。
②伽利略通过试验证明白，只要斜面的倾角肯定，小球自由滚下的加速度是相同的。
③伽利略科学思想方法的核心是做试验。
④伽利略认为当斜面倾角为90度时，小球将自由下落，仍会做匀变速直线运动。
三、自由落体的加速度
1．方向：竖直向下。
2．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值随纬度的增大而渐渐增大。
(3)通常计算中，g取9.8__m/s2，粗略计算时g可取10__m/s2。
学问点一自由落体运动和自由落体加速度
角度1自由落体运动的产生条件、模型
1．物体做自由落体运动的两个条件：
(1)运动条件：初速度为零。
(2)受力条件：只受重力。
2．自由落体运动是一种志向化模型：
(1)这种模型忽视了次要因素——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，物体由静止起先的下落可看作自由落体运动。如在空气中自由下落的石块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。
情境：如图甲所示，在空气中，将一张纸片和一小球从同一高度同时释放。乙图是牛顿管。
探讨：(1)小球和纸片哪个下落得快？若把这张纸片团紧成一团，再与石块从同一高度释放，状况会怎样？
提示：小球下落得快；纸团和石块几乎同时着地。
(2)牛顿管试验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片……把玻璃管抽成真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让全部物体同时下落。将会看到什么现象？说明什么问题？
提示：下落快慢相同。在没有空气阻力影响的状况下，全部物体下落快慢是相同的，与质量无关。
【典例1】下列关于自由落体运动的说法正确的是()
A．自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动
B．从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动
C．在空气中下落的雪花的运动是自由落体运动
D．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同
【解析】选A。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，故A正确；从竖直上升的热气球吊篮上掉下的物体的运动具有向上的初速度，所以不是自由落体运动，是竖直上抛运动，故B错误；在空气中下落的雪花的运动受到的空气阻力不能忽视不计，不是自由落体运动，故C错误；亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同，故D错误。
角度2自由落体加速度的产生、大小和方向
1．产生缘由：地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。
2．大小：与在地球上的纬度以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。但在肯定的高度内，可认为重力加速度的大小不变
3.方向：竖直向下。由于地球是一个球体，各处的重力加速度的方向是不同的。
【典例2】下列关于重力加速度的说法不正确的是()
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/s2
B．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落至同一高度时的加速度都相同
D．在地球上同一地点，离地面高度越大，重力加速度g越小
【解析】选A。重力加速度是矢量，方向竖直向下，A错；在地球的表面，不同的地方重力加速度g的大小略有不同，但都在9.8m/s2左右，B对；在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值渐渐减小C、D对。
1．关于自由落体运动，下列说法正确的是()
A．自由落体运动是一种匀速直线运动
B．物体刚下落时，速度和加速度都为零
C．古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落快慢与质量无关
D．伽利略认为，假如没有空气阻力，重物与轻物应当下落得同样快
【解析】选D。自由落体运动是初速度为零