高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动学案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动学案设计，共6页。

探究一：重的物体比轻的物体下落的快吗？
1、演示实验一：石头与纸片从同一高度同时由静止开始下落。问：我们可观察到什么现象？
现象：
2、演示实验二：取半张纸与一张纸，把半张纸揉成一团，两者也分别从同一高度同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？
现象：
3、演示实验三：取两张相同纸，把其中一张揉成团，两者也分别从同一高度 同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？
现象：
结论：
4、牛顿管实验:拿一个长约1.5米，一端封闭，另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把小铁片和羽毛放到这个玻璃管里。在玻璃管里有空气的情况下，我们来比较这两个物体下落的快慢。在这个实验中，我们看到什么现象？用抽气机把牛顿管中的空气抽走。重复上面的实验，观察到什么现象？
【结论】
1．物体只在___________________________________________叫做自由落体运动。这种运动只在没有空气的空间里才能发生，我们所研究的自由落体运动是实际运动的一种抽象，是一种理想化的运动模型：忽略次要因素（空气阻力）、突出主要因素（重力）。生活中的很多落体问题，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。因此，对生活中的落体运动进行理想化处理是有实际意义的。
2.自由落体运动产生条件________________ __________________。
（二）自由落体加速度
探究二 ：自由落体运动是一个什么样的运动？
1、猜想：通过前面的实验观察，可以猜想自由落体运动是一个什么样的运动？
2、验证猜想：
3、实验设计：
结论
叫做自由落体加速度，也叫 ，通常用符号_____表示。重力加速度g的方向总是_______________；g的大小随地点的不同而略有变化，在地球表面上赤道处重力加速度最小，数值为________，南、北两极处重力加速度_______，数值为_______；g的大小还随高度的变化而变化，高度越大，g值______。但这些差异并不是太大，在通常计算中，地面附近的g取9.8m/s2，在粗略的计算中，g还可以取10m/s2。
（三 ）自由落体运动的规律：
自由落体运动是匀变速直线运动在v0=0、a=g时的一个特例,因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般规律来推导。
速度与时间的关系：___________________vt=gt
位移和时间的关系：__________________h=
速度与位移的关系:_____________
所有的推论对自由落体运动都是适用的，请列举能想到的推论并使用相应符号。
在应用自由落体运动的规律解题时，通常选取 方向为正方向。
（三）自由落体运动的应用
1、测定反应时间
操作：一位同学捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，你用一只手在直尺的零刻度处做握住木尺的准备。当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺.
读数：直尺下落的距离，即为你所捏处的刻度值。
处理：根据位移公式可计算出直尺下落的时间。
若你的手握在20cm处，你的反应时间为多长？若招飞时对飞行员的反应时间要求达到 0.16s，你能当飞行员吗？（g取10m／s2）
当堂练习
1.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
1.解析：甲、乙两球同时作初速度为零、加速度为g的直线运动，所以下落过程的任一时刻两者加速度相同、速度相同，但整个过程中的平均速度等于末速度的一半，与下落高度有关。所以正确选项为B。
2．关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( )
A．重的物体的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值在赤道处大于在北极处
2.B
3．一个铁钉与一个小棉花团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．铁钉比棉花团密度大
C．棉花团的加速度比重力加速度小得多
D．铁钉的重力加速度比棉花团的大
3.C
4．一个做自由落体运动的物体，速度 v 随时间t 变化的图象如图所示，正确的是（ ）
4.D
5．某物体从某一较高处自由下落，第1s内的位移是_______m，第2s末的速度是______m/s，前3s 内的平均速度是_________m/s（g取10m/s2）。
5. 20,15
6．小球做自由落体运动，它在前ns内通过的位移与前（n+1）s内通过的位移之比是_____________。
6.n2/(n+1)2
7．一物体从高处A点自由下落，经B点到达C点，已知B点的速度是C点速度的3/4，BC间距离是7m，则AC间距离是__________m（g取10m/s2）。
7.6
8．一物体从高H处自由下落，当其下落x时，物体的速度恰好是着地时速度的一半，由它下落的位移x=__________
8.H/4
9.水滴由屋檐自由下落，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，用时0.2s，不计空气阻力，g取10m/s2，求窗台下沿距屋檐的高度。
9.解析：雨滴自由下落，由题意画出雨滴下落运动的示意图如图2-4-2所示,利用自由落体运动的特点和图中的几何关系求解。
如图2-4-2所示h1=gt2/2……①
h2=gt2/2……②
t2=t1+0.2s……③
h2=h1+L……④
由①②③④解得:g(t1+0.2)2/2=gt12/2+L代入数据得t1=0.6s
所以, h2=g(t1+0.2)2=10×0.82/2=3.2m
10．如图是小球自由落下的频闪照片图，两次闪光的时间间隔是1/30 s 。如果测得x5=6.60 cm ，x6=7.68 cm ，x7=8.75 cm 。请你用 x7 和 x5 计算重力加速度的值。（保留三位有效数字）
10．小球做匀加速直线运动，
由知自由落体加速度。
11．一矿井深为125 m ，在井口每隔一定时间自由下落一个小球。当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，求：
（1）相邻两个小球开始下落的时间间隔；
（2）这时第3个小球和第5个小球相隔的距离。（g=10 m/s2 ）
11．解析：设相邻两球的时间间隔为t0，那么第一个小球的运动时间为10t0，
由h=得。
第3个和第5个小球的间距为。
答案：0.5 35