人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动学案，共4页。

一、自由落体运动
物体从空中自由释放，探究影响物体下落快慢的因素。
学生实验1：让硬币和纸片从同一高度同时下落，看到什么现象？
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学生实验2：将同样大小的两张纸其中一张揉成团，让纸团和纸片从相同高度同时下落，看到什么现象？
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实验结论：物体下落的快慢与它的轻重______，影响物体下落快慢的因素是__________。
1．定义：物体只在________作用下从________开始下落的运动，叫作自由落体运动。
2．特点
(1)只受________作用；
(2)初速度为________。
3．说明：空气阻力可以________时，物体下落的运动也可以近似看成自由落体运动。
(1)从静止下落的物体都可以看成自由落体运动。( )
(2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动。( )
(3)苹果从树上落下来，苹果的运动可以看成自由落体运动。( )
(4)雪花从空中下落，雪花的运动可以看成自由落体运动。( )
(5)从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动。( )
二、实验：研究自由落体运动的规律
1．实验装置
铁架台、打点计时器、纸带、电源、重物、夹子、刻度尺。
2．实验原理
纸带在重物的作用下自由下落，根据打出的纸带上的点迹，分析重物的运动规律。
3．操作要点
先接通________，再释放________，打完点后立刻关闭电源。
4．数据分析
(1)测量点迹清晰的连续点之间的位移，并记录在表格中；
(2)根据表格中数据计算连续相等时间间隔的位移差，得出连续相等时间间隔的位移差是一个常数，从而得出自由落体运动是________直线运动；
(3)计算出自由落体运动的加速度约为9.8 m/s2。
例1 (2022·成都市第八中学校高一期中)用如图甲的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频率为50 Hz。
(1)部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔
C．启动电源，待打点计时器工作稳定后放开重物
D．使重物停靠在打点计时器附近，重物与纸带相连
上述实验步骤的正确顺序是________。
(2)图乙中标出的A、B、C、D、E中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则计数点C对应的瞬时速度大小为vC＝________ m/s(计算结果保留三位有效数字)。
(3)根据实验记录的数据计算重物的加速度大小g＝_____ m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
三、自由落体加速度
1．重力加速度：同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度或重力加速度，通常用g表示。
2．大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是________(选填“不同”或“相同”)的，g值随纬度的增大而逐渐________；g值随着高度的增加而逐渐减小。一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝________ m/s2。
3．方向：________________。
(1)自由落体的加速度与纬度和高度有关。( )
(2)自由落体的加速度方向竖直向下。( )
(3)两极处的重力加速度小于赤道处的重力加速度。( )
(4)同一地点，重的物体重力加速度大。( )
四、自由落体运动规律的应用
因为自由落体运动是匀变速直线运动，所以匀变速直线运动的一切公式、推论，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。仅需要将v0＝0、a＝g代入相关式子、x习惯性地写成h即可，请在表格中填写自由落体运动的规律。
例2 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，求：
(1)小球落到地面所用的时间及落地时的速度大小；
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(2)小球自开始下落计时，在第1 s内的位移大小、最后1 s内的位移大小。
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例3 同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，重力加速度为g，则乙同学的反应时间为______。(用x、g表示)
基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4 s，则所用直尺的长度至少为________ cm(g取10 m/s2)；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是________(选填“相等”或“不相等”)的。
规律名称
匀变速直线运动的规律
自由落体运动的规律
速度公式
v＝v0＋at
________
位移公式
x＝v0t＋eq \f(1,2)at2
________
速度与位移的关系式
v2－v02＝2ax
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平均速度求位移公式
x＝eq \f(v＋v0,2)t
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