高中物理 第2章 第1.2节 伽利略对落体运动的研究 自由落体运动的规律课件 沪科版必修1.ppt

第2章研究匀变速直线运动的规律 第2章研究匀变速直线运动的规律 2 1伽利略对落体运动的研究2 2自由落体运动的规律 目标导航1 了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法 2 知道自由落体运动的概念 掌握自由落体运动的规律及特点 重点 难点 3 理解自由落体的加速度 知道重力加速度的测量方法 一 伽利略对自由落体运动的研究 二 自由落体的速度1 自由落体运动 1 定义 物体只在重力作用下从 开始下落的运动 叫做自由落体运动 2 性质 自由落体运动是初速度为零的 直线运动 3 条件 物体只受重力作用 初速度等于零 静止 匀加速 想一想1 在空中运动的物体 若忽略空气阻力对它的影响 它做的一定是自由落体运动吗 提示 不一定 自由落体运动有两个条件 除了只受重力作用外 初速度要求必须为零 2 自由落体的加速度 1 大小 g m s2 2 方向 竖直 3 速度表达式vt gt 9 8 向下 重力加速度 相等 不同 想一想2 根据漫画讨论如图所示 他们采用了什么方法测量洞的深度 提示 他们采用的是自由落体运动规律 通过测量石头下落的时间求位移的方法测量洞深 要点一正确认识伽利略对落体运动的研究 学案导引1 亚里士多德落体运动的观点是什么 2 伽利略是如何研究落体运动的 其意义是什么 1 正确认识亚里士多德的观点亚里士多德是世界历史上了不起的人物 对科学有很大贡献 他对自由落体运动的认识代表了人类对自由落体运动的初步探索 我们应这样看待亚里士多德的观点 是人类在落体运动研究上迈出的第一步 有很大进步性 是错误的 统治了两千年 2 如何认识伽利略的科学方法 1 伽利略第一次把实验与逻辑推理 包括数学推演 和谐地结合了起来 打开了近代科学的大门 以前的学者只注重思辨 不注重实验 尊重事实 敢于质疑权威是创新的必备素质 伽利略把自己的科学方法付诸应用 成功地解决了自由落体运动的运动性质问题 其中有观察 有猜想 有实验 有逻辑推理 包括数学推演 他的方法为后人所采用 创造了科学的奇迹 2 伽利略为自由落体运动的研究 开创了研究物理规律的科学方法 抽象思维 数学推导与科学实验相结合 这种方法到现在仍然是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法 不但标志着物理学的真正开端 也有力地推进了人类科学认识的发展 近代科学研究的大门从此打开 伽利略以前的学者认为 物体越重 下落越快 伽利略等一些物理学家否定了这种看法 1 在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球 玻璃球先于羽毛到达地面 这主要是因为 a 它们的质量不等b 它们的形状不同c 它们的材料不同d 它们所受的空气阻力与重力的比值不等 2 此塔顶端同时释放大小不等的实心铁球 下列说法中正确的是 它们受到的空气阻力不等 它们的加速度相等 它们落地的速度不等 它们下落的时间相等a b c 只有 d 只有 思路点拨 解此题要注意两点 1 羽毛下落过程中空气阻力不能忽略 2 玻璃球和铁球下落过程中空气阻力可以忽略 精讲精析 1 玻璃球和铁球下落时与重力相比空气阻力可以忽略 羽毛下落得比玻璃球慢 是因为羽毛受到的空气阻力影响大 羽毛下落时与重力相比空气阻力不能忽略 2 大小不等的实心铁球受到的空气阻力不相等 在忽略空气阻力的情况下 两球均做自由落体运动 下落的快慢程度相同 加速度相等 因下落高度相等 故下落的时间相等 落地的速度相等 答案 1 d 2 b 变式训练让体积相同的石块和木块从同一高度同时由静止下落 它们的重力均远大于各自受到的阻力 则 a 下落的全过程 它们的平均速度相等b 若将两者捆绑在一起 让它们由静止下落 则比木块单独下落时快 c 若将两者捆绑在一起 让它们由静止下落 则比石块单独下落时快d 下落过程中 石块始终在木块的下方解析 选a 若物体在下落过程中所受的空气阻力远小于自身重力 我们就可以忽略空气阻力对物体下落速度的影响 这时石块与木块都做自由落体运动 将两物体从同一高度同时由静止释放 在下落过程中两物体总是在同一高度 也会同时落地 所以两物体在下落全过程的平均速度相等 所以选项a是正确的 而选项d是错误的 选项b和c进行推理的前提是错误的 即认为重物体比轻物体下落得快 所以选项b c都是错误的 要点二正确理解自由落体运动 学案导引1 严格来说 自由下落的物体都要受到阻力的作用 那么什么样的运动可以当成自由落体运动来处理 2 重力加速度产生的原因是什么 在地球上不同地点的重力加速度大小相等吗 方向相同吗 3 自由落体运动的速度 位移的规律是怎样的 它是一种什么运动 1 物体做自由落体运动的条件 1 初速度为零 2 除重力之外不受其他力的作用 2 自由落体运动是一种理想化的运动模型在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用 物体并不是做自由落体运动 当空气阻力比重力小得多 可以忽略时 物体的下落可以当做自由落体运动来处理 3 自由落体运动的实质初速度为零 加速度a g的匀加速直线运动 4 重力加速度 1 产生原因 由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的 2 大小 与地球上的位置及距地面的高度有关 3 方向 竖直向下 由于地球是一个球体 所以各处的重力加速度的方向是不同的 2012 陕西汉阴中学月考 从离地面80m的空中自由落下的一个小球 取g 10m s2 求 1 经过多长时间小球落到地面上 2 自开始下落计时 在最后1s内的位移 3 下落一半高度时的速度 思路点拨 小球释放后做自由落体运动 根据自由落体运动的规律 选择合适的公式进行计算 答案 1 4s 2 35m 3 28 28m s 规律总结 应用自由落体运动的规律时 应先确定研究对象 选定研究过程 明确物体的运动情况 结合自由落体运动规律进行求解 互动探究上题中 小球从静止开始下落的第1秒内 第2秒内的位移之比是多少 第1秒末 第2秒末的速度之比呢 由v gt知 第1秒末的速度v1 gt 10 1m s 10m s第2秒末的速度v2 gt 10 2m s 20m sv1 v2 1 2 答案 1 31 2 自由落体运动规律的综合应用 经典案例 10分 如图所示 悬挂的直杆ab长为a 在b以下h处有一长为b的无底圆柱筒cd 若将悬