第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.知道自由落體運(yùn)動(dòng)的條件。2.知道自由落體加速度的大小和方向。1.通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)模型的建構(gòu)，體會(huì)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法，領(lǐng)悟伽利略的科學(xué)思想。2.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題。1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量自由落體加速度的大小。2.利用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。培養(yǎng)實(shí)事求是的態(tài)度，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律服務(wù)生產(chǎn)生活的意識(shí)。第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科知識(shí)點(diǎn)一自由落體運(yùn)動(dòng)[觀圖助學(xué)]知識(shí)點(diǎn)一自由落體運(yùn)動(dòng)[觀圖助學(xué)]1.定義：物體只在

作用下從

開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。

2.特點(diǎn)（1）運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：初速度等于

的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（2）受力特點(diǎn)：只受重力作用。不受其他力在實(shí)際中物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用，物體并不是做自由落體運(yùn)動(dòng)，在有空氣的空間，如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體的下落可以近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。[思考判斷]（1）物體從靜止下落的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。（

）（2）只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。（

）（3）空氣中從靜止釋放的鐵球的運(yùn)動(dòng)可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)。（

）重力靜止××√零1.定義：物體只在 作用下從 開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。只受知識(shí)點(diǎn)二自由落體加速度[觀圖助學(xué)]同一地點(diǎn)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。如果沒(méi)有特別說(shuō)明一般按9.8m/s2計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)二自由落體加速度同一地點(diǎn)重力加速度g的大小是相同的，1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都

。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.大小（1）一般g＝9.8m/s2，粗略計(jì)算g＝10m/s2。（2）g值隨緯度升高而增大，隨高度升高而減小。[思考判斷]（1）重力加速度的方向總是垂直向下的。（

）（2）赤道上的重力加速度比兩極點(diǎn)的大。（

）（3）重力加速度的大小與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。（

）相同××√1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都 。這個(gè)加知識(shí)點(diǎn)三自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，把v0＝0和

a＝g代入勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式可得（1）速度公式：v＝_____________（2）位移公式：x＝_____________（3）速度—位移公式：v2＝_____________gt2gx知識(shí)點(diǎn)三自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律gt2gx自由落體運(yùn)動(dòng)如圖所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得快，在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛下落快慢相同。（1）為什么物體下落快慢相同？（2）空氣中的落體運(yùn)動(dòng)在什么條件下可看作自由落體運(yùn)動(dòng)？答案（1）因?yàn)闆](méi)有空氣阻力（2）空氣的阻力作用可以忽略[觀察探究]核心要點(diǎn)自由落體運(yùn)動(dòng)如圖所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得[探究歸納]

1.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想模型當(dāng)自由下落的物體所受的空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)才可以視為自由落體運(yùn)動(dòng)。如空氣中石塊的下落可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)，空氣中羽毛的下落不能看作自由落體運(yùn)動(dòng)。[探究歸納]理想模型當(dāng)自由下落的物體所受的空氣阻力遠(yuǎn)小于重2.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件（1）初速度為零；（2）只受重力。3.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：初速度為零，加速度為重力加速度g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例。

特別提醒

物體在其他星球上也可以做自由落體運(yùn)動(dòng)，但下落的加速度與在地球表面下落的加速度不同。2.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件[試題案例][例1]

關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是

（） A.質(zhì)量大的物體自由下落時(shí)的加速度大 B.從水平飛行的飛機(jī)上釋放的物體將做自由落體運(yùn)動(dòng) C.雨滴下落的過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng) D.從水龍頭上滴落的水滴的下落過(guò)程，可以近似看成自由落體運(yùn)動(dòng)

[試題案例]

解析

所有物體在同一地點(diǎn)的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從水平飛行的飛機(jī)上釋放的物體，具有水平初速度，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；雨滴下落過(guò)程所受空氣阻力與速度大小有關(guān)，速度增大時(shí)阻力增大，雨滴速度增大到一定值時(shí)，阻力與重力相比不可忽略，不能認(rèn)為是自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從水龍頭上滴落的水滴所受的空氣阻力與重力相比可忽略不計(jì)，可認(rèn)為只受重力作用，選項(xiàng)D正確。

答案D 解析所有物體在同一地點(diǎn)的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大關(guān)鍵點(diǎn)撥

（1）能否看成自由落體運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵是考慮重力和阻力大小的關(guān)系。落體運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（2）若下落的初速度不為0或下落加速度不為g，那么下落的運(yùn)動(dòng)就不是自由落體運(yùn)動(dòng)。關(guān)鍵點(diǎn)撥（1）能否看成自由落體運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵是考慮重力和阻力大小[針對(duì)訓(xùn)練1]

某同學(xué)在探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，從生活情景中選出處于不同狀態(tài)的四種物體進(jìn)行探究，你認(rèn)為哪一個(gè)選項(xiàng)中的物體所做的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)（） A.從樹(shù)上飄落的樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng) B.由靜止開(kāi)始下落的小鋼球的運(yùn)動(dòng) C.被運(yùn)動(dòng)員推出去的鉛球的運(yùn)動(dòng) D.從水面自由落到水底的石子的運(yùn)動(dòng)[針對(duì)訓(xùn)練1]某同學(xué)在探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，從生活情景中解析

從樹(shù)上飄落的樹(shù)葉，阻力不是遠(yuǎn)小于重力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由靜止下落的鋼球，由于初速度為0，GF阻，故可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確；被推出去的鉛球，由于初速度v0≠0，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從水面自由落到水底的石子，由于F阻不是遠(yuǎn)小于重力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B解析從樹(shù)上飄落的樹(shù)葉，阻力不是遠(yuǎn)小于重力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由靜自由落體加速度（1）如圖所示，這兩名跳傘運(yùn)動(dòng)選手有不同的體重，自由下落加速度的大小與他們的質(zhì)量有關(guān)嗎？（2）在地球上的不同位置，自由落體的加速度一定相同嗎？

同一物體在月球和地球上做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度相同嗎？答案（1）自由下落加速度的大小與他們的質(zhì)量無(wú)關(guān)系。（2）在地球上的不同位置，自由落體的加速度一般不相同；同一物體在月球和地球上自由落體的加速度也不相同。[觀察探究]核心要點(diǎn)自由落體加速度（1）如圖所示，這兩名跳傘運(yùn)動(dòng)選手有不同的體重[探究歸納]

1.對(duì)自由落體加速度的理解（1）產(chǎn)生原因：地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。（2）大?。号c在地球上的緯度以及距地面的高度有關(guān)。與緯度的關(guān)系在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大，即赤道處重力加速度最小，兩極處重力加速度最大，但差別很小與高度的關(guān)系在地面上的同一地點(diǎn)，重力加速度隨高度的增加而減小。但在一定的高度內(nèi)，可認(rèn)為重力加速度的大小不變[探究歸納]與緯度的在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而2.測(cè)定重力加速度的方法（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)利用頻閃照片，或利用打點(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)量物體下落的加速度，進(jìn)而研究自由落體運(yùn)動(dòng)是否是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以證實(shí)猜想。2.測(cè)定重力加速度的方法（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（2）實(shí)驗(yàn)方法①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法a.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)計(jì)時(shí)器，松開(kāi)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)。（2）實(shí)驗(yàn)方法第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)課件③滴水法a.如圖所示，讓水滴自水龍頭滴下，在水龍頭正下方放一個(gè)盤，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地滴下，并調(diào)節(jié)使第一滴水碰到盤的瞬間，第二滴水正好從水龍頭開(kāi)始下落，并且能依次持續(xù)下去。b.用刻度尺測(cè)出水龍頭距盤面的高度h。③滴水法[試題案例][例2]

下圖中甲、乙兩圖都是使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz。（1）甲、乙兩圖相比較，圖

所示的裝置更合理。[試題案例]（1）甲、乙兩圖相比較，圖所示的裝置更合理（2）丙圖是采用較合理的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中打出的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5…經(jīng)測(cè)量，第15至第17點(diǎn)間的距離為11.70cm第1至第16點(diǎn)間距離為43.88cm，則打下第16個(gè)點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度大小為

m/s，測(cè)出的重力加速度值為g＝

m/s2。（要求保留3位有效數(shù)字）解析（1）甲圖釋放時(shí)更穩(wěn)定，既能更有效地減小摩擦力，又能保證釋放時(shí)初速度的大小為零，所以甲圖更合理。答案（1）甲（2）2.93

9.78（±0.02均可）（2）丙圖是采用較合理的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的方法凝煉利用紙帶計(jì)算重力加速度的方法（1）計(jì)算出紙帶上一個(gè)點(diǎn)或幾個(gè)點(diǎn)的速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式求加速度。（2）計(jì)算出紙帶上各點(diǎn)的速度，畫(huà)出v－t圖像，由圖像的斜率可求得重物下落的加速度即重力加速度。（3）根據(jù)Δx＝gT2用逐差法求加速度。方法凝煉利用紙帶計(jì)算重力加速度的方法第4節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)課件答案D答案D[要點(diǎn)歸納]

1.四個(gè)基本公式下面對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)公式和自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)公式進(jìn)行對(duì)比。自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用核心要點(diǎn)[要點(diǎn)歸納]自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用核心要點(diǎn)2.v－t圖像自由落體運(yùn)動(dòng)的v－t圖像是一條

的過(guò)原點(diǎn)v0＝0傾斜直線，斜率表示重力加速度g。勻加速運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間成正比[試題案例][例3]

如圖所示，懸掛的直桿AB長(zhǎng)為a，在B端以下h處有一長(zhǎng)為b的無(wú)底圓柱筒CD，若將懸線剪斷，問(wèn)：2.v－t圖像過(guò)原點(diǎn)v0＝0傾斜直線，斜率表示重力加速度g。（1）直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少？（2）整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少？思路探究（1）直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少？解析（1）直桿下端B穿過(guò)圓柱筒，即從B下落到C點(diǎn)（自由下落h）起到B下落到D點(diǎn)（自由下落h＋b）止。則直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是解析（1）直桿下端B穿過(guò)圓柱筒，即從B下落到C點(diǎn)（自由下落（2）整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒，從B下落到C點(diǎn)（自由下落h）起到A下落到D點(diǎn)（自由下落h＋a＋b）止。則整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間（2）整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒，從B下落到C點(diǎn)（自由下落h）起

[針對(duì)訓(xùn)練3]

近年來(lái)多次發(fā)生高空墜物造成人員傷亡的事件，于是就有人做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在高為80m的樓房陽(yáng)臺(tái)上，自由釋放一顆質(zhì)量為50g的石子，計(jì)算：（空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2）（1）石子經(jīng)過(guò)多少時(shí)間落到地面？（2）石子落地的速度是多大？（3）石子最后1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小？

解析

（1）石子做自由落體運(yùn)動(dòng)有得石子下落的時(shí)間[針對(duì)訓(xùn)練3]近年來(lái)多次發(fā)生高空墜物造成人員傷亡的事件，（2）落地時(shí)的速度大小v＝gt＝40m/s。（3）石子最后1s前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1＝t－1s＝3s石子最后1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小答案（1）4s（2）40m/s（3）35m（2）落地時(shí)的速度大小答案（1）4s（2）40m/s科學(xué)探究——利用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間兩位同學(xué)合作，用刻度尺可測(cè)人的反應(yīng)時(shí)間：如圖甲所示，男同學(xué)捏住尺的上端，女同學(xué)在尺的下部做握尺的準(zhǔn)備（但不與尺接觸），當(dāng)看到男同學(xué)放開(kāi)手時(shí)，女同學(xué)立即握住尺，若女同學(xué)做握尺準(zhǔn)備時(shí)手指位置和握住尺的位置如圖乙所示，通過(guò)直尺上的刻度，可計(jì)算女同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間。（g取10m/s2）科學(xué)探究——利用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間[針對(duì)訓(xùn)練]甲、乙兩同學(xué)通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L(zhǎng)的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺），準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。（2）甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺