高一物理人教版學(xué)案2.4自由落體運(yùn)動(dòng)

第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)，體會(huì)基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑、分析和判斷的科學(xué)研究方法。2.知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地點(diǎn)的重力加速度可能會(huì)不同。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1.了解探索自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過(guò)程，了解實(shí)驗(yàn)及科學(xué)的思維方法在探究過(guò)程中的重要作用。（重點(diǎn)）

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過(guò)程。（重點(diǎn)、難點(diǎn)）【知識(shí)回顧】一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移1.公式：2.對(duì)位移公式的理解:（1）只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)；（2）因?yàn)棣?、α、x均為矢量，使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向?yàn)檎较颍?）若v0=0，x＝eq\f(1,2)at2二、速度與位移的關(guān)系1.公式：2.對(duì)位移公式的理解:（1）只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)；（2）因?yàn)関、υ0、α、x均為矢量，使用公式時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。（一般以υ0的方向?yàn)檎较颍?）若v0=0，【自主預(yù)習(xí)】一、自由落體運(yùn)動(dòng)1.定義：物體只有在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。2.條件：①只受重力作用；②從靜止開(kāi)始3.如果實(shí)際問(wèn)題中，空氣阻力與其重力相比很小，可以忽略，則物體的下落也可近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。二、自由落體運(yùn)動(dòng)加速度1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同。這個(gè)加速度叫作自由落體加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。2.方向：豎直向下3.重力加速度的不同：（1）地球上不同地方重力加速度值大小不一樣，赤道處重力加速度g值較小，南北極重力加速度g值較大。（2）一般取值g=9.8m/s2，有時(shí)有特別說(shuō)明g=10m/s2。【課堂探究】思考與討論：站在高層建筑物上，讓輕重不同的兩個(gè)物體從同一高度同時(shí)落下，你認(rèn)為哪個(gè)下落的快？一、自由落體運(yùn)動(dòng)伽利略認(rèn)為由亞里士多德“重的物體下落快”的論斷，會(huì)推出矛盾的結(jié)論。動(dòng)手小實(shí)驗(yàn)：【思考與討論】(1)物體下落的快慢是否與質(zhì)量有關(guān)？(2)你認(rèn)為影響物體下落快慢的可能的因素什么？【牛頓管實(shí)驗(yàn)演示】【新授內(nèi)容】1.定義：物體只有在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。2.條件：①只受重力作用；②從靜止開(kāi)始3.如果實(shí)際問(wèn)題中，空氣阻力與其重力相比很小，可以忽略，則物體的下落也可近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)?！舅伎寂c討論】(1)從前面的實(shí)驗(yàn)中我們看到，自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？(2)它的加速度在下落過(guò)程中是否變化呢？(3)你是否可以大膽的假設(shè)加速度不變呢？二、自由落體運(yùn)動(dòng)加速度【思考與討論】你是否可以利用以下實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律呢？【實(shí)驗(yàn)思路與方案】(1)實(shí)驗(yàn)思路：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能夠把做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的位置和相應(yīng)的時(shí)刻記錄下來(lái)，根據(jù)對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究，測(cè)量物體下落的速度，進(jìn)而研究自由落體運(yùn)動(dòng)速度變化的規(guī)律，以證實(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)是否是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并求出加速度的大小。(2)實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，紙帶一端系著重物，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器。用手捏住紙帶上端，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，松手后重物自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一串小點(diǎn)。改變重物的質(zhì)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。(3)數(shù)據(jù)記錄：(4)數(shù)據(jù)分析：根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)做出vt圖像(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。②加速度恒定(約為9.8m/s2，與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān))?！緦?shí)驗(yàn)演示】【新授內(nèi)容】1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同。這個(gè)加速度叫作自由落體加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。2.方向：豎直向下你從表中能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？3.重力加速度的不同：（1）地球上不同地方重力加速度值大小不一樣，赤道處重力加速度g值較小，南北極重力加速度g值較大。（2）一般取值g=9.8m/s2，有時(shí)有特別說(shuō)明g=10m/s2。做一做：用測(cè)自由落體加速度自由落體運(yùn)動(dòng)的公式vv=gth=12gt2v2=2ghx=ha=gv0=0x=ha=gv0=0【學(xué)以致用動(dòng)手小實(shí)驗(yàn)】(1)若給你一把刻度尺，你是否可以測(cè)一下你的反應(yīng)時(shí)間呢？?jī)擅瑢W(xué)相互配合試試看。(2)你是否可以用一把測(cè)長(zhǎng)度的刻度尺改造成一把測(cè)“人反應(yīng)時(shí)間的測(cè)量尺”呢？課堂小結(jié)：【自我測(cè)評(píng)】1．如圖所示為意大利的比薩斜塔，傳說(shuō)伽利略在此做過(guò)落體實(shí)驗(yàn)。如果我們?cè)谝粋€(gè)晴朗無(wú)風(fēng)的日子里，從比薩斜塔上同一高處，同時(shí)釋放兩個(gè)實(shí)心金屬球，則（）

A．質(zhì)量較大的球先到達(dá)地面B．兩個(gè)球同時(shí)到達(dá)地面C．體積較大的球先到達(dá)地面D．質(zhì)量較小的球先到達(dá)地面【答案】B【詳解】忽略空氣阻力，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的公式得可見(jiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與質(zhì)量和體積都沒(méi)有關(guān)系，所以兩個(gè)球同時(shí)到達(dá)地面。故選B。2．一物體從離地面45m高處做自由落體運(yùn)動(dòng)（g取10m/s2），則下列選項(xiàng)中不正確的是（）A．物體運(yùn)動(dòng)3s后落地B．物體落地時(shí)的速度大小為30m/sC．物體在落地前最后1s內(nèi)的位移為25mD．物體在整個(gè)下落過(guò)程中的平均速度為20m/s【答案】D【詳解】A．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)，解得故物體運(yùn)動(dòng)3s后落地，故A正確，不符合題意；B．物體落地時(shí)的速度v＝gt＝10×3m/s＝30m/s故B正確，不符合題意；C．物體在前2s內(nèi)的位移故物體在落地前最后1s內(nèi)的位移Δh＝h－h(huán)′＝45m－20m＝25m故C正確，不符合題意；D．物體在整個(gè)下落過(guò)程中的平均速度故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。3．某同學(xué)在墻前連續(xù)拍照時(shí)，恰好有一小白色重物從墻前的某高處由靜止落下，拍攝到重物下落過(guò)程中的一張照片如圖所示。由于重物的運(yùn)動(dòng)，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知每層磚的平均厚度為6.0cm，這個(gè)照相機(jī)的曝光時(shí)間為2.0×10－2s，則（

）A．石子下落到A位置時(shí)的速度約為60m/sB．石子下落到A位置時(shí)的速度約為12m/sC．石子下落到A位置所需的時(shí)間約為0.6sD．石子下落到A位置所需的時(shí)間約為1.2s【答案】C【詳解】由圖可以看出，在曝光的時(shí)間內(nèi)，物體下降了大約有兩層磚的厚度，所以AB段的平均速度為由于時(shí)間極短，A點(diǎn)的速度近似為6m/s，由v=gt，可得下降的時(shí)間為故選C。4．為了測(cè)量反應(yīng)時(shí)間，兩同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。如圖所示，將直尺朝下放置（0刻度圖中未畫(huà)出），A同學(xué)用手捏住直尺上端，B同學(xué)用一只手（圖中未畫(huà)出）在直尺0刻度位置做捏住直尺的準(zhǔn)備。在A同學(xué)放開(kāi)手指讓直尺下落時(shí)，B同學(xué)立刻捏住直尺。讀出捏住位置的刻度，即為直尺下落的距離，從而估算反應(yīng)時(shí)間。為了方便測(cè)量，同學(xué)們將另一把直尺的刻度進(jìn)行改造，以相等時(shí)間間隔在直尺上標(biāo)記反應(yīng)時(shí)間的刻度線，制作了“反應(yīng)時(shí)間測(cè)量?jī)x”。下列四幅圖中直尺的標(biāo)度（單位：s）以及測(cè)量時(shí)的擺放方式正確的是（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】由題意可知，手的位置在開(kāi)始時(shí)放在0刻度處，所以0刻度要在下邊，直尺做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移h=gt2位移與時(shí)間的二次方成正比，所以隨時(shí)間的增大，刻度尺的間距增大，故ACD錯(cuò)誤，B正確；故選B。5．關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．物體豎直向下的勻加速運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)B．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D．當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計(jì)時(shí)，物體的下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)【答案】AD【詳解】自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)僅受重力作用，當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計(jì)時(shí)，物體由靜止開(kāi)始的下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)。BC正確，AD錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的，故選AD。6．在近地空中某一位置處有A、B兩個(gè)小球，先讓A球自由下落1s后，再讓B球開(kāi)始自由下落．在A球落地前，下列說(shuō)法正確的是（）A．A、B兩