2.4 自由落体运动【学习目标】1．通过物理学史和演示实验，认识自由落体运动。能判断物体是否做自由落体运动，认识物理实验与科学推理在物理学研
究中的作用。2．通过实验，认识自由落体运动的规律和自由落体加速度，会用匀变速直线运动的规律求解自由落体运动，培养运用物理知识解决实
际问题的能力。3．通过实验探究自由落体运动，体会基于事实证据和科学推理对不同观点和结论进行质疑、分析和判断的科学研究方法。【情境思
考】如图所示，一个苹果比一片树叶下落得快些。亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落快。你认为亚里士多德的观点正确
吗？你知道伽利略采用何种方式推翻了亚里士多德的观点吗？【认知发展·探索】主题探索一、自由落体运动问题情境如图甲所示，将一张纸片和一
个小石块同时在同一高度由静止释放。如图乙所示，将纸片团成团和小石块同时在同一高度由静止释放。如图丙所示，将玻璃管内的空气抽出去，管
内放有形状、质量不同的金属片、羽毛，玻璃管竖直放置，让金属片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落。1．根据实验现象，完成下表，并总结物体
下落的快慢与物体的轻重是否有关。现象总结图甲①_____先着地物体下落的快慢与轻重无关，没有④_______时，轻重不同的物体下落
快慢都相同图乙纸团和小石块几乎②_____图丙金属片和羽毛③_________2．实际生活中是否存在自由落体运动？什么情况下，物体
的自由下落可看作自由落体运动？【过程建构】1．物体下落的快慢与物体的质量、体积等因素无关，与空气阻力有关。2．自由落体运动是一种理
想模型。当自由下落的物体所受的空气阻力远小于重力时，物体的运动才可以视为自由落体运动。3．物体做自由落体运动的条件：(1)初速度为
0；(2)只受重力作用。【过程评价】【例1】关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A．物体从静止开始下落的运动就是自由落体
运动B．如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可看作自由落体运动C．一个棉花团由静止开始下落的运
动是自由落体运动D．雨滴经过窗子的这段运动可以看作自由落体运动【规律方法】判定物体是否做自由落体运动的方法判定物体是否做自由落体运
动时从两个方面进行，首先看初速度是不是0，然后看物体是否只受重力，只有二者都满足的运动才是自由落体运动。主题探索二、自由落体运动的
规律问题情境下图为某同学做研究自由落体运动规律的实验时，得到的一条用打点计时器打下的纸带，该同学在其上取了7个点，依次标为0、1、
2、3、4、5、6，从0开始计时，现在测得0、1间的距离x1=2.73cm，1、2间的距离x2=3.12cm，2、3间的距离x3=
3.51cm，3、4间的距离x4=3.90cm，4、5间的距离x5=4.29cm，5、6间的距离x6=4.68cm。(电源频率为5
0Hz)1．根据以上数据，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时纸带的速度并填在表中。（计算结果保留三位有效数字）位置12345
v／(m·s-1)2．根据表格中的数据作出v-t图像，分析自由落体运动是什么运动，并计算出加速度的大小。3．试根据匀变速直线运动的
速度、位移与时间的关系式和速度与位移的关系式，推导自由落体运动的规律。【过程建构】【过程评价】【例2】一颗自由下落的小石头，经过某
点时的速度是10m／s，经过另一点时的速度是30m/s，g取10m／s2。求经过这两点的时间间隔和两点间的距离。【规律方法】自由落
体运动的处理技巧自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，分析匀变速直线运动的各种方法对于自由落体运动仍然适用，但自由落体运动的加
速度是重力加速度g。【课堂建构】参考答案【认知发展·探索】主题探索一、自由落体运动【问题情境】1．①小石块 ②同时落地 ③同时到达
管的下方 ④空气阻力2．在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用。因此，严格地说，实际生活中并不存在自由落体运动
。但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则物体的自由下落可看作自由落体运动。【过程评价】[例1]B 解析：自由落体运动是从静
止开始、只在重力作用下的运动，A选项中没有明确物体只受重力作用，故错误；雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为0，因而不是自由落体运动
，选项D错误；如果空气阻力可以忽略不计，从静止下落的物体的运动可以看成自由落体运动，选项B正确，选项C错误。主题探索二、自由落体运
动的规律【问题情境】1.位置12345v/(m·s-1)1.461.661.852.052.242．把(0.02，1.46) (0
.04，1.66)(0.06，1.85)(0.08，2.05)(0.10，2.24)5个点分别描在v-t图上，用平滑的曲线连接，让
尽量多的点分布在图线上即可，作出的v-t图像如图所示。这是一条倾斜的直线，说明自由落体运动是匀加速直线运动。其中加速度3．匀变速直
线运动的速度、位移与时间的关系式为速度与位移的关系式为v2-v02=2ax。而自由落体运动的v0=0，a=g，故v=gt，x=gt
2，v2=2gx。【过程评价】[例2]2s 40m解析：由v=v0+gt得，由v2-v02=2gx得学科网（北京）股份有限公司 zxxk.com学科网（北京）股份有限公司 |
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