自由落体运动教案.docx

一、课堂导入1文学家们在形容秋天的落叶的时候，常常说：飘零的落叶，却从没有人说飘零的苹果或者飘零的铅球呢？因为苹果下落得比树叶要快2思考：为什么苹果会比落叶下落得快呢？A因为苹果的质量比树叶的质量大； B因为苹果和落叶受到的空气阻力不同3介绍历史：早在公元前4世纪的古希腊哲学家亚里士多德经过大量的观察也得到了相同的结论：重的物体下落得快。4过渡：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？二、新课传授1、探究实验 实验一：将一张白纸裁成相同的两半，另一片揉成纸团，让其同时从同一高度由静止释放，可以看到纸片比明显比纸团下落得慢。 实验二：将一张白纸裁成相同的两半，其中一半再裁成两半即原来的四分之一，将四分之一的这半揉成纸团，让其同时从同一高度由静止释放，可以看到纸片比明显比纸团下落得慢。2、实验分析： 实验一：说明质量相同的物体下落的快慢不同，如果按照亚里士多德的观点，则两物体下落的快慢应该相同，与事实不符；所以说重的物体下落得快的说法不准确。实验二：说明轻的物体也可能比重的物体下落得快，前面的结论错误。实验一：两纸片的空气阻力不同，质量相同，说明物体下落的快慢要受到空气阻力的影响。过渡：如果要考虑物体下落的快慢与质量有关怎么办，注意不能受到阻力的影响？（讨论结果：在没有空气的空间里做物体下落实验）3、演示实验让质量不同的鸡毛、铁片等物体在一个抽掉空气的玻璃管里下落，可以明显看到不同质量的物体下落的快慢是相同的。放入空气后，再重复前面的实验，发现其中的羽毛和铁片下落的快慢不相同。实验结论：没有空气时候，物体受到那些力呢？（重力）上面的实验可以得到什么呢？（在没有空气的空间里物体下落时只受重力的作用，其下落的快慢与物体质量无关）。过渡：到现在为止，我们对落体运动有了一定的认识了。自由落体运动定义1、定义：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。由上面的实验可知：做自由落体运动的物体，其下落的快慢与物体的质量无关。2、条件：一是物体受重力，二是从静止开始下落（v0=0）。注意：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做自由落体。自由落体加速度 实验探究按照教材第43页的图2.5-1装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程，分析纸带可获取信息：（1）自由落体运动的轨迹是一条直线，速度方向不变；（2）连续相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，即速度大小改变，具有加速度；（3）位移x与时间t的平方成正比；（4）相邻、相等时间间隔的位移之差相等；（5）影响实验精确度的因素主要是阻力. 自由落体运动的是不是初速度为0的匀加速运动呢？回忆前面学过的知识，初速度为0的匀加速直线运动有哪些规律呢？（速度公式：Vt=at ；位移公式S=at2/2; 在连续且相等的时间间隔内，位移的大小之比是1：3：5：7：-）用打点计时器研究自由落体运动，计算其加速度，换用不同质量的重物看纸带上点子间隔有什么不同，总结得出结论：将两条纸带对比，只要两条纸带上的点子间隔相同就说明它们的加速度是相同的。运用自己所学知识计算重力加速度，通过比较得出结论。总结：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。思考：1、自由落体运动的加速度在各个地方相同吗？2、它的方向如何？使用不同的物体进行反复的实验表明：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，方向总是竖直向下的，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度.符号：g；方向：竖直向下（与重力方向一致）；大小：与地点有关.一般计算中，一般计算中g=9.8m/s2，粗略计算中可以取g=10m/s224加速度是一个矢量还是标量？（矢量）加速度的方向如何呢？（物体竖直下落，且是匀加速直线运动，所以重力加速度的方向竖直向下）自由落体运动的规律速度公式：V=gt位移公式：S= gt2 例1、为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口下落。测得经2s听到石块落到水面的声音，求井口到水面的大约深度。(不计声音传播的时间) 解析：石块做自由落体运动，由hgt2 得井口离水面深度：h19.6m例2、物体从h高处自由下落，它在落到地面前1s内共下落35m，求：物体下落时的高度及下落时间(g10m/s2) 。 解法一：公式法求解： 设下落时间为t，由公式得：对下落的全过程：hgt2对物体落地1s前：h35g（t-1）2由以上两式解出：t4s h=80m 解法二：用比例法解。 对初速度为零的匀加速直线运动，相等的时间内的位移之比为x1x2x3xn135(2N1)。 设,物体下落时间为N，则tN第1s内位移:s1由比例得：s1sN1(2N1) 因为5/351/(2N1) 所以tN4s 故h104280(m)例3、用绳拴住木棒AB的A端，使木棒在竖直方向上静止不动。在悬点A端正下方有一点C距A端0.8m。若把绳轻轻剪断，测得A、B两端通过C点的时间差是0.2s。重力加速度g=10m/s2。求：木棒AB的长度。解析：静止的木棒A端到C点的距离是h0.8m，剪断绳后木棒做自由落体运动，由位移公式得A端运动到C点的时间为：因为h所以tAs=0.4sB端由开始下落到通过C点的时间为：tBtA0.2s=0.2s 则木棒B点到C点的距离h是： hgtB2100.220.2(m) 木棒的长度L是A、B端到C点的高度之差： Lhh0.80.20.6(m)三、巩固训练1.甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是 A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大 C.甲、乙同时着地 D.无法确定谁先着地2.关于自由落体运动，下列说法正确的是 A.某段时间的平均速度等于初速度与末速度和的一半B.某段位移的平均速度等于初速度与末速度和的一半C.在任何相等时间内速度变化相同D.在任何相等时间内位移变化相同3.自由落体运动在任何两个相邻的1s内，位移的增量为 A.1m B.5m C.10m D.不能确定4.甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是 A.两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大 B.下落1s末，它们的速度相同C.各自下落1m时，它们的速度相同 D.下落过程中甲的加速度比乙的加速度大5.从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将 A.保持不变B.不断增大C.不断减小D.有时增大，有时减小6.长为5m的竖直杆下端距离一竖直隧道口为5m，若这个隧道长也为5m，让这根杆自由下落，它通过隧道的时间为 7.图1所示的各vt图象能正确反映自由落体运动过程的是 8.甲、乙两物体分别从10m和20m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是 A.落地时甲的速度是乙的1/2 B.落地的时间甲是乙的2倍C.下落1s时甲的速度与乙的速度相同 D.甲、乙两物体在最后1s内下落的高度相等9关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）A自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B竖直方向的位移只要满足x1:x2:x3=1：4：9的运动就是自由落体C自由落体运动在开始连续的三个2 s 内的路程之比为1：3：5D自由落体运动在开始连续的三个1 s 末的速度之比为1：3：5 9.从高h处自由下落的物体，落到地面所用的时间是t=_，落地时的速度v=_，物体落下 h/3时和落下全程时的速度之比是_，各自所经历的时间之比是_.10.自由下落的物体在头ts内，头 2ts内和头 3ts内下落的高度之比是_；在第 1个ts内、第2个ts内、第3个ts内下落的高度之比又是_.11.物体从高270m处自由下落，把它运动的总时间分成相等的3段，则这3段时间内下落的高度分别为_m、_m和_m；若把下落的总高度分成相等的三段，则物体依次下落这3段高度所用的时间之比为_.12.一物体从45m高处自由下落，在最后1s通过的高度是_s，最后1s的初速度是_m/s，最后 1s内的平均速度是_m/s。14.一只球从高处自由下落，下落0.5s时，一颗子弹从其正上方向下射击，要使球在下落1.8m时被击中，则子弹发射的初速度是多大？15人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间，该时间越小说明人的反应越灵敏，反应时间可用自由落体运动来测试：请一同学用两个手指捏住直尺的顶端，你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺，测了直尺下落的高度为10 cm ，那么你的反应时间是多少？第 8 题图x5x6x716如图是小球自由落下的频闪照片图，两次闪光的时间间隔是1/30 s 。如果测得x5=6.60 cm ，x6=7.68 cm ，x7=8.75 cm 。请你用 x7 和 x5 计算重力加速度的值。（保留三位有效数字）17一矿井深为125 m ，在井口每隔一定时间自由下落一个小球。当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，求：（1）相邻两个小球开始下落的时间间隔；（2）这时第3个小球和第5个小球相隔的距离。（g=10 m/s2 ） 自由落体运动练习题答案 1.C 2.AC 3.C 4.BC 5.B 6.B 7.BD 8.C 9.AC 12. 25，25 13. 17.5m/s 14. 3.2m，0.2s15解：从你看到同学放开直尺到用手捏住直尺的时间即为你的反应时间。此段时间亦为直尺自由落体h=10cm所需的时间，由h=即你的反应时间约为0.14s。16小球做匀加速直线运动，由知自由落体加速度。10解析：设相邻两球的时间间隔为t0，那么第一个小球的运动时间为10t0，由h=得。第3个和第5个小球的间距为。答案：0.5 35四、师生小结 一、自由落体运动 1定义：物体只在重力作用下从静止开始落的运动，叫自由落体运动。 2特点： 初速V0=0只受一个力，即重力作用。当空气阻力很小，可以忽略不计时，物体的下落可以看作自由落体运动。3性质：初速