《勻變速直線運動例項之自由落體運動》教案設計

一、學習目標

1.認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。

2.能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關的運動軌跡並能自主進行分析。

3.知道什麼是自由落體的加速度，知道它的方向，瞭解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。

4.掌握如何從勻變速直線運動的規律推出自由落體運動規律，並能夠運用自由落體規律解決實際問題。

5.初步瞭解探索自然規律的科學方法，重點培養實驗能力和推理能力。

二、課前預習

1、自由落體運動： 。在地球表面上，它是一個理想運動模型。一般情況下，如果空氣阻力相對重力比較小，產生的影響小，可以近似看作自由落體運動。密度較大實心物體的下落都可以近似看成自由落體運動。

2、物體做自由落體運動需要滿足兩個條件1、 和2、

3、自由落體運動是初速度為 的 直線運動。

4、自由落體加速度又叫做 ，用符號 表示。在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、緯度越高，g越 ；2、同一緯度，高度越大，g越 。一般的計算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果沒有特殊說明，都按 m/s2計算。

5、自由落體運動的速度時間關係是 ；位移與時間關係是 ；位移與速度的關係是 。

三、典型例題

例1、下列說法正確的是（ ）

A.物體從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動

B.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動

C.從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用，不能看成自由落體運動。

D.從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用，因為阻力與重力相比可以忽略，所以能看成自由落體運動。

例2、下列說法不正確的是（ ）

A.g是標題，有大小無方向。

B.地面不同地方g不同，但相差不大。

C.在同一地點，一切物體的自由落體加速度一樣。

D.在地面同一地方，高度越高，g越小。

例3、AB兩物體質量之比是1：2，體積之比是4：1，同時從同一高度自由落下，求下落的時間之比，下落過程中加速度之比。

例4、質量為2kg的小球從離地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求

1、經過多長時間落地？

2、第一秒和最後一秒的位移。

3、下落時間為總時間的一半時下落的位移。

四、鞏固練習

1、一位觀察者測出，懸崖跳水者碰到水面前在空中下落了3s.如果不考慮空氣阻力，懸崖有多高？實際上是有阻力的，因此實際高度比計算值大些還是小些？為什麼？

2、甲物體的.重力比乙物體的重力大5倍，甲從H m高處自由落下，乙從2H m高處同時自由落下．以下幾種說法中正確的是（ ）

A．兩物體下落過程中，同一時刻甲的速率比乙大

B．下落l s末，它們的速度相等

C．各自下落l m它們的速度相等

D．下落過程中甲的加速度比乙大

3、關於自由落體運動，下列說法正確的是（ ）

A. 物體做自由落體運動時不受任何外力的作用

B. 在空氣中忽略空氣阻力的運動就是自由落體運動

C. 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動

D. 不同物體做自由落體時其速度變化的快慢是不相同的

4、從某一高塔自由落下一石子，落地前最後一秒下落的高度為塔高的7/16，求塔高。

5、A球處塔頂自由落下，當1m時，B球自距離塔頂7m處開始自由下落，兩球恰好同時落地，求塔高為多少？

參考答案

1、45m 小於 因為實際加速度比g小 不考慮空氣阻力，跳水者做自由落體運動，則 ，如果考慮空氣阻力，則實際加速度比g小，實際高度小於45m。

2、BC 因為甲乙都是自由落體運動，所以運動規律完全一樣，D錯；因為是同時下落，根據 可知同一時刻甲乙的速率一樣大，A錯，B正確；根據 知C正確；

3、C 做自由落體運動的物體只受重力，A錯；忽略空氣阻力，還需要初速度為零，B錯；C正確 ；不同物體做自由落體運動的運動規律是完全一樣的，所以加速度是一樣的，當然速度變化快慢是一樣的。D錯。

4、80m 方法一：

畫出石子的運動草圖。

設石下落的總時間為t，塔高為H，則下落距離為塔高的9/16時經過時間（t-1），根據自由落體運動的位移公式：

解①、②兩式得：t=4s H=80m

解法二：

設石子落地前最後一秒的初速度為V，則落體瞬間的速度為V+g

根據 有：

解①、②得：V=30m/s，H=80m

解法三：

畫出物體做自由落體運動的圖象，如圖所示。

三角形OMN的面積表示石子在前t-1秒內下降的高度。大三角形的面積表示塔高。根據面積比等於相似比的平方，應有：

得：t=4s

再根據H= gt2 得：H=80m。

5、 學會作圖揀出規律：B球t時間內下落距離加7m等於A在t時間內下落距離加1m，先算出自由落體運動1m所需時間

t= ，H=9+7=16m