《自由落体运动》学案.doc

2009年下期长沙一中卫星远程合作学校——醴陵四中高一物理必修1导学案 编号：2--5
《第5节 自由落体运动》学案
学习目标
1、知道物体做自由落体运动的条件。
2、通过实验探究自由落体运动加速度的大小，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向，知道在地球上的不同地方重力加速度的大小不同，知道通常情况下g取9.8m/s2。
3、掌握自由落体运动的特点和规律。
自主学习
一、认识物体的下落运动
1、做一做
【问题1】把一张纸片和一块文具橡皮同时释放下落，哪个落得快？再把纸片捏成一个很紧的小纸团，与橡皮同时释放，下落的快慢有什么变化？

2、说一说
【问题2】产生上述两种现象的原因是什么？

【问题3】你认为物体下落的快慢跟哪些因素有关？如果在没有空气阻力的情况下会是怎样的情况呢？

二、了解自由落体运动
【问题4】什么是自由落体运动？物体做自由落体运动的条件是什么？

【例题1】小明摇动苹果树，从同一高度处有一个苹果和一片树叶同时由静止下落，他发现苹果先落地，下列说法正确的是（ ）
A．苹果和树叶都做自由落体运动
B．苹果和树叶的运动都不能近似看成是自由落体运动
C．苹果的运动可以近似看成是自由落体运动，而树叶的运动则不能看做自由落体运动
D．即使地球上没有空气，苹果和树叶也不会同时落地

合作探究
一、实验探究自由落体运动的规律
【例题2】通过对“牛顿管”实验的观察，请判断下列说法中正确的是（ ）
A．有空气的时候，金属片比羽毛下落得快，但它们运动的加速度相等
B．有空气的时候，金属片比羽毛下落得快，且金属片运动的加速度也比羽毛的大
C．抽掉空气后，金属片跟羽毛下落的快慢相同，且它们运动的加速度也相等
D．“牛顿管”实验说明，在没有空气阻力的情况下，轻、重物体下落一样快
0
0.8
3.2
7.1
12.5
19.6
图2.5-1
【例题3】如图2.5-1是小球自由下落的闪光照片，频闪仪每隔0.04s闪光一次，照片中的数字是小球距起落点的距离，单位是：cm。请你根据此照片所提供的实验数据，运用你所掌握的有关匀变速直线运动知识来解决以下两个问题：
（1）小球的运动是否是匀变速直线运动？
（2）求小球做自由落体运动的加速度。

【归纳总结】根据对自由落体运动的实验探究，我们得出的结论是：

二、理解自由落体运动规律
1、理解重力加速度
（1）重力加速度的大小和方向

（2）课本第44页表格中列出了一些不同地点的重力加速度值，你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？

2、自由落体运动的规律
请你写出自由落体运动的基本公式：

三、自由落体运动规律的应用
【例题4】一物体从某一高度处自由下落，第1 s内的位移是 m，第2 s末的速度是 m/s，前3 s内的平均速度是 m/s。

【例题5】一条长为0.49m的铁链AB，A端悬于天花板上使它自由下垂，悬点正下方2.45m处有一小孔O，如图2.5-2所示。让铁链做自由落体运动，求：整个铁链通过小孔O时需要的时间是多少？
A
B
O
图2.5-2

【例题6】做自由落体运动的物体，在落地前最后1s内通过的位移是25m，g取10m/s2。求：（1）物体开始下落时的高度。（2）物体落到地面所需的时间。（3）物体落地时的速度。

课堂检测
1．关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A．不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是不同的
B．自由落体运动的加速度与物体的质量大小无关
C．物体在空气中从静止开始下落的运动一定是自由落体运动
D．自由落体运动是初速度为0、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动
2．关于重力加速度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
3．自由落体运动的v－t图象应是图2.5-3中的（ ）
v
t
O
A
v
t
O
B
v
t
O
C
v
t
O
D
图2.5-3

4．一石块从高度为h处自由下落，当下落时间等于下落总时间的一半时，它的下落距离等于（ ）
A． B． C． D．
5．从楼顶上自由下落的小球经过某窗户顶部和底部时的速度分别为4m/s和6m/s，则该窗户的高度为 ．（g取10m/s2）

图2.5-4
6．现有一根长2m左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘。在线的下端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图2.5-4所示。站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈刚好接触放在地上的金属盘，松手后开始计时，若不计空气阻力，取g=10m/s2，则第2、3、4、5各垫圈（ ）
A．落到盘上的声音时间间隔越来越大
B．落到盘上的声音时间间隔相等
C．依次落到盘上的速率比为1∶2∶3∶4
D．依次落到盘上的时间比为1∶∶∶
7．我们高一年级“研究性学习”活动中，有一小组设计出 “利用水滴下落测重力加速度g”的实验方案，具体操作步骤如下：
A．让水滴落到垫起来的盘子里，细心地调整水龙头的阀门，让水一滴一滴地流出（等时间间隔），同时调整盘子垫物的厚度，使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落（此时刻速度为零），而且空中还有一个正在下落的水滴；
B．用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头时开始计时，到第N个水滴落至盘中，共用时间为T；
C．用米尺测出水龙头滴水处到盘子的竖直距离为h，不计空气阻力。
试求：（1）第一个水滴刚到盘子时，第二个水滴离开水龙头的距离x；
（2）当地的重力加速度g。

学有所得

4
在愉快的合作中学习，在快乐的学习中合作