第二章 匀变速直线运动的研究
五．自由落体运动
[要点导学]
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．自由落体运动的特点：物体仅受重力作用；初速度v0=____，加速度a=____，即初速度为零的匀加速直线运动。
3． 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。
4．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。
速度公式：vt=gt
位移公式：h=gt2/2
速度与位移的关系式：vt2=2gh
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。
5．重力加速度的测量
研究自由落体运动通常有两种方法：用打点计时器研究自由落体运动和用频闪摄影法研究自由落体运动。研究的原理和过程与前面对小车运动的研究相同，在对纸带或照片进行数据处理，计算物体运动的加速时，可以有下面两种方法： (1)图象法求重力加速度
立石麟志·担振兴责
云浮中学2017—2018学年物理必修一导学案系列 编号：高中物理必修一 2.1
第二章第二节 自由落体运动规律
【学习目标】
1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
2.能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
3.知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。
4.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。
【学习重点、难点】
1.证明自由落体运动是匀变速直线运动
2.自由落体运动规律的推导及其应用
课前自主预习
1.物体仅在的作用下，从开始下落的运动，叫做自由落体运动。
2.物体下落过程中运动情况与物体所受的无关;
3.自由落体加速度称为，大小方向，单位。
4.自由落体速度公式；位移公式。
课堂学习
1.自由落体运动的定义
2.自由落体运动的条件
例1.利用打点计时器记录自由落体的运动轨迹时得到的纸带如图，根据下列表格数据分别做出s-t,s-t2图像。
t 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
t2 0.0004 0.0016 0.0036 0.0064 0.01
s 1.9 7.7 17.3 30.7 48.0 1.95.89.613.417.3mm立石麟志·担振兴责
（1）根据s-t2图像可以知道位移随时间的平方成 比，求得斜率K=其单位为
（2）重力加速度：自由落体的加速度称为，符号为，方向是，地球不同地方一般不同，赤道，两极，一般取，粗略计算取。
（3）由此得出K= g= a，即自由落体运动是一种初速度为零的直线运动。
(4)自由落体运动规律公式：
根据s-t2图像得到位移公式：
根据加速度公式得到速度公式：
例题：一花盆从5楼的高度由静止开始坠下，忽略空气阻力的作用，问：果核坠落到地面时的速度为多大？（每层楼高3米，g取9.8m/s²）试分析高空掷物的危害。
- 1 - 自由落体运动教学设计
【教学目标】
（一）知识目标
1、理解自由落体运动的性质和自由落体运动的条件
2、理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向、了解不同地方加速度不同
3、掌握自由落体运动的规律，并能够运用自由落体运动的规律进行计算，解决某些实际生活中的问题
（二）能力目标
1、通过演示实验和学生实验培养学生的动手操作能力、观察能力、分析推理能力、综合归纳能力
2、培养学生建立模型的能力
（三）情感目标
1、田亮事例的引入，激发学生的爱国主义情怀和勇攀高峰的雄心壮志
2、在教学中渗透物理方法的教育，使学生了解在处事中要突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想
3、通过科学家研究自由落体运动的过程，使学生深刻体会到物理学家努力探索真理的人格魅力
（四）过程与方法
1、设疑激趣，发人深思
2、在教学中渗透物理方法的教育,使学生了解在处事中要突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想
3、学生动手操作并观察实验，在教师引导下归纳总结,得出结论
4、练习使用匀变速直线运动的规律来处理自由落体运动的问题，会用自由落体运动的规律处理实际问题
【教材分析】
本节教材关键在于说明：在阻力可忽略不记时，不同物体下落的加速度都是重力加速度。
课本把自由落体运动放在此处作用有二：其一，作为初速度为零，加速度为 - 2 - g的匀变速直线运动的特例，没有给出自由落体运动的公式，有利于学生知识结构的形成，避免学生死记公式；其二，在自由落体运动的定义中，用了“只在重力作用下”初步渗透了用力的观点研究运动的方法，所以，本节内容既是运动的延续，又是下一章牛顿运动定律的序幕，起着承上启下的作用。
在教学中，要注意实验方法的归纳和总结，特别是亚里士多德的观察法，而伽利略的方法是观察—推理假设—实验验证—得出结论，这是科学的.还要注意渗透物理方法的教育，使学生了解在处事中要突出主要因素，忽略次要因素的科学方法(哲学思想)。通过对自由落体运动的研究历史的学习，使学生深刻体会到物理学家努力探索真理的人格魅力。
限时：45分钟
一、单项选择题
1．从同一高度做自由落体运动的甲、乙两个小铁球，甲的质量是乙的两倍，则( D )
A．甲比乙先落地，落地时甲的速度是乙的两倍
B．甲比乙先落地，落地时甲、乙的速度相同
C．甲、乙同时落地，落地时甲的速度是乙的两倍
D．甲、乙同时落地，落地时甲、乙的速度相同
解析：根据自由落体运动的公式h＝12gt2，t＝2hg，知落地时间与质量无关，所以两个物体同时落地．故D正确，A、B、C均错误．
2．已知广州地区的重力加速度为9.8 m/s2，在此地区物体做自由落体运动的说法中，正确的是( A )
A．下落过程，物体的速度每秒增加9.8 m/s
B．自由落体运动是一种匀速运动
C．释放物体瞬间，物体速度和加速度都为零
D．物体越重，下落的越快
解析：重力加速度为9.8 m/s2，故自由下落过程中物体的速度每秒增加9.8 m/s，故A正确；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B错误；释放物体瞬间，物体速度为零，加速度为g，故C错误；重力加速度与物体的质量无关，重物与轻物下落一样快，故D错误．
3.如图所示，A、B两小球用长为L的细线连接悬挂在空中．A距湖水水面高度为H，释放小球，让它们自由落下，测得它们落水声相差Δt.如果球A距湖面的高度H减小，则Δt将( A )
A．增大 B．不变
C．减小 D．无法判断
解析：此题应用v－t图象分析，作出A、B的v－t图象，如图所示．若释放高度H2>H1，则当B球落到水面时，两种情况下B对应的速度分别为v2、v1.由图看出v2>v1，此后A球做匀加速直线运动，两种情况A对应的速度分别为v′2、v′1，加速度均为g，已知两种情况下A球与B球落至水面的位移差相同，所以图示的两个阴影梯形面积大小相等，则Δt1>Δt2，选项A正确．
4．跳伞运动员以5 m/s的速度匀速下降，在距地面10 m处掉了一颗扣子，跳伞运动员比扣子晚着地的时间为(不计空气阻力对扣子的作用，g取10 m/s2)( A )
