高中物理 3. 5.6 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究课件 新人教版必修1.ppt

5 6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究 常见的落体运动遵循什么运动规律呢 测定反应时间的物理原理是什么 1 知道自由落体运动的特点 掌握其运动规律 能利用规律解决实际问题 重点 难点 2 理解自由落体运动的加速度概念 知道其方向 3 了解伽利略研究自由落体运动的过程 领悟理想化的思维方法和价值 演示实验一 石头与纸片分别从同一高度由静止开始同时下落 实验现象 探究一 什么是自由落体运动 演示实验二 取两张相同纸 一张揉成一团 两者同时下落 演示实验三 取半张纸与一张纸 半张的揉成一团 两者同时下落 思考 1 是什么原因造成的呢 2 如果没有空气阻力 又会是什么样子呢 演示实验四 牛顿管内物体的下落 实验结论 在没有空气阻力的情况下 轻重物体下落的一样快 总结 1 自由落体运动的定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动2 做自由落体运动的条件 1 只受重力 2 初速度为零 探究一 什么是自由落体运动 两条件缺一不可 理想化模型 例1 关于自由落体运动 下列说法正确的是 a 自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动b 自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动c 理想的自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生d 在有空气阻力时 只要空气阻力不变 物体仍可做自由落体运动 bc 探究二 自由落体运动的性质 问题提出 科学猜想 方案设计 信息采集 分析论证 小组交流 实验结论 自由落体运动是一种怎样的运动 自由落体运动是匀速 匀变速还是变加速直线运动 信息采集 分析论证 小组交流 实验结论 探究二 自由落体运动的性质 实验结论 自由落体运动是初速度为0 加速度为g的匀加速直线运动 不同地点的自由落体加速度g的值 通常的计算中一般都取g 9 8m s2 在粗略的计算中还可以取g 10m s2 总结 自由落体运动的性质 对重力加速度g的理解 1 同一地点 任何物体的自由落体加速度相同 跟物体的质量无关 2 重力加速度的方向始终竖直向下 大小跟高度和纬度有关 3 地面附近通常取g 9 8m s2 计算时可取10m s2 0 g 探究二 自由落体运动的性质 例2 以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是 a 物体开始下落时 速度为零 加速度也为零b 物体下落过程中速度增加 加速度保持不变c 物体下落过程中 速度和加速度同时增大d 物体下落过程中 速度的变化率是个恒量 bd 练习 图1所示的各v t图像能正确反映自由落体运动过程的是 bd a g v0 0 探究三 自由落体运动的规律及应用 1 规律 测反应时间 人从发现情况到做出反应所需的时间叫反应时间 2 应用 例4 在汶川大地震中 一架直升飞机在灾区某地上空做定点空投救灾物资 已知每隔1秒释放一包物资 当第1包物资刚着地时 第五包刚好离开机舱开始下落 g 10m s2 求 1 直升飞机距离地面的高度 2 第一包与第二包之间的距离 解析 1 2 第一包下落的高度 第二包下落的高度 第一 二包之间的距离 1590年 伽利略在比萨斜塔上做了 两个铁球同时落地 的著名实验 从此推翻了亚里士多德 物体下落速度和重量成比例 的学说 纠正了这个持续了1900年之久的错误结论 伽利略对自由落体运动的研究 物体越重下落越快 研究方法 观察 思考 直觉 研究方法 观察 实验 对比实验 理性思维 亚里士多德 伽利略 生活现象 伽利略 假设 重的物体下落得快 结论 重物与轻物应该下落得同样快 巧妙推理 若v0 0 且 必有 3x1 5x1 困难二 落体运动太快 无法准确测量时间突破 冲淡 重力 使其加速度减小 困难一 速度无法直接测量突破 间接验证 实验验证 伽利略设计的斜面 实验器材 过程实验结论 小球做匀加速运动 同斜面 不同小球 加速度相同 实验验证 质量不同的小球从同一斜面下落 加速度相同 增大斜面倾角 加速度变大 倾角很大 接近落体运动 倾角90 就是自由落体运动 伽利略的研究之路 超越伽利略 现在我们不必用斜面来 冲淡重力 可以对落体运动精确地 计时 定位 直接研究落体运动的性质 现代研究落体运动的方法 1 用 自由落体频闪照片 求加速度2 用打点计时器研究纸带求加速度3 其他方法 测速器等 定义 特点 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 g的方向 变化特点 只受重力 v0 0 性质 初速度为零的匀加速直线运动 g的大小 g 9 8m s2 自由落体运动 重力加速度 规律 随地理纬度的增加而增大 竖直向下 1 甲物体的质量是乙物体质量的2倍 甲从h高处自由落下 乙从2h高处与甲同时自由落下 下面说法中正确的是 a 下落过程中下落1s末 甲的速度比乙的速度大b 下落过程中第1s末 它们的速度相同c 下落过程中各自下落1m 它们的速度相同d 下落过程中 甲的加速度比乙的大 bc 2 从塔顶释放一个小球a 1s后从同一地点再释放一个小球b 设两球都做自由落体运动 则落地前 a b两球之间的距离 a 保持不变b 不断增大c 不断减小d 有时增大 有时减小解析 选b 设b球运动了时间t 则hb gt2 2 ha g t 1 2 2 a b两球间的距离h ha hb g 2t 1 2 可见a b两球间距离h随时间的延长而逐渐增大 故b项正确 b 3 水滴由屋檐自由下落 当它通过屋檐下高为1 4m的窗户时 用时0 2s 不计空气阻力 g取10m s2 求窗台下沿距屋檐的高度 提示 可以用匀