高中物理 第一章 运动的描述 7 对自由落体运动的研究课件 教科版必修1.ppt

第一章 7对自由落体运动的研究 学习目标1 知道物体做自由落体运动的条件 知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 2 会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度 3 了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法 内容索引 自主预习梳理 重点知识探究 当堂达标检测 自主预习梳理 1 对下落物体的认识 1 古希腊哲学家亚里士多德提出了物体下落越快的观点 2 通过实验说明造成 重快轻慢 的真正原因是 对物体的阻碍作用 2 自由落体运动 1 定义 只在力的作用下 物体由开始下落的运动 实际自由下落物体可看做自由落体运动的条件 空气阻力比较小 可以忽略 2 特点 初速度为零 只受作用 一 自由落体运动 越重 空气 重 静止 重力 二 伽利略对落体运动规律的探究 1 发现问题伽利略根据亚里士多德的观点得出了相互矛盾的结论 说明亚里士多德的观点是的 2 提出假说物体下落的过程是一个速度逐渐增大的过程 其速度与时间成 即 物体下落的距离与时间的平方成 即 错误 正比 v t 正比 h t2 3 间接验证让小球从阻力很小的斜面上滚下 由静止开始到每个相等的时间间隔末物体运动的距离之比为1 4 9 16 证明了 也证明了 4 合理外推伽利略设想将斜面倾角外推到90 时 小球的运动就成为自由下落 伽利略认为小球仍会做 h t2 v t 匀变速直线运动 三 自由落体加速度 1 概念自由落体运动的加速度称为自由落体加速度或 2 大小重力加速度的大小在地球上纬度和海拔不同的区域 计算中通常取g m s2 在粗略计算中还可以取g m s2 3 方向重力加速度的方向 重力加速度 9 8 10 略有差别 竖直向下 1 判断下列说法的正误 1 在空气中自由释放的物体都做自由落体运动 2 物体在真空中一定做自由落体运动 3 自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动 4 质量越大的物体自由落体加速度越大 5 自由落体加速度的方向垂直地面向下 6 伽利略通过实验的观察与计算 直接得到自由落体运动的规律 7 伽利略根据斜面实验结论进行合理的外推 得到自由落体运动的规律 2 在研究物体仅在重力作用下运动的实验中 打点计时器所用电源的频率为50hz 实验中得到一条点迹清晰的纸带 把一个点记作o 另选连续的4个点a b c d作为测量点 每两个测量点之间有4个实际打出的点 未标出 如图1所示 图中所标数据是各测量点到o点的距离 单位 mm 那么物体做 运动 加速度为 图1 匀变速直线 9 8m s2 解析 答案 解析因为打点周期t 0 02s 所以各测量点之间的时间间隔为t 5 t 0 1s 由纸带数据得hoa 49mm hab 147mm hbc 245mm hcd 343mm 即 h hab hoa hbc hab hcd hbc 98mm 物体做匀变速直线运动 其加速度 重点知识探究 一 自由落体运动 1 自由落体运动 1 自由落体运动实质上是初速度v0 0 加速度a g的匀加速直线运动 是匀变速直线运动的一个特例 2 自由落体运动是一种理想化的运动模型 只有当空气阻力比重力小得多 可以忽略时 物体的下落才可以当做自由落体运动来处理 3 运动图像 自由落体运动的v t图像是一条过原点的倾斜直线 斜率k g 图2 2 自由落体加速度 重力加速度 1 方向 总是竖直向下 但不一定垂直地面 2 大小 在同一地点 重力加速度 地球上纬度不同的地点重力加速度不同 其大小随纬度的增加而 赤道上 两极处 但各处的重力加速度都接近于9 8m s2 因此一般计算中g取9 8m s2或10m s2 答案 都相同 增大 最小 最大 例1 多选 关于自由落体运动及重力加速度的说法 正确的是a 竖直向下的运动一定是自由落体运动b 熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动c 同一地点 轻重物体的g值一样大d g值在赤道处大于在北极处 解析物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用 a错 熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力作用 但该阻力远小于它的重力 可以忽略该阻力 故可将该过程视为自由落体运动 b对 同一地点 重力加速度都相同 与质量无关 c对 赤道处g值小于北极处 d错 解析 答案 二 自由落体运动的规律 1 自由落体运动的基本公式匀变速直线运动规律自由落体运动规律 2 匀变速直线运动的一切推论公式 如平均速度公式 位移差公式 都适用于自由落体运动 例2从离地面500m的空中自由落下一个小球 取g 10m s2 求小球 1 落到地面所用的时间 解析 答案 答案10s 2 自开始下落计时 在第1s内的位移 最后1s内的位移 解析 答案 解析第1s内的位移 因为从开始运动起前9s内的位移为所以最后1s内的位移为 h h h9 500m 405m 95m 答案5m95m 例3一个物体从h高处自由落下 经过最后200m所用的时间是4s 求物体下落h所用的总时间t和高度h是多少 g取10m s2 空气阻力不计 解析 答案 答案7s245m 解析法一 基本公式法根据题意画出小球的运动示意图如图所示 其中t 4s h 200m 根据自由落体公式得 得 所以t 7s 法二 平均速度法 当堂达标检测 1 重力加速度及自由落体运动的理解 多选 在忽略空气阻力的情况下 让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落 则关于两块石块的运动情况 下列说法正确的是a 重的石块落得快 先着地b 轻的石块落得快 先着地c 在着地前的任一时刻 两块石块具有相同的速度 相同的位移 相同的加速度d 两块石块在下落时间段内的平均速度相等 解析 答案 1 2 3 4 1 2 3 4 解析两石块都做自由落体运动 运动规律相同且具有相同的加速度 由于从同一高度下落 落地时间必然相同 故a b错误 2 伽利略对自由落体运动的研究 多选 图3大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程 对于此过程的分析 以下说法正确的是 答案 1 2 3 4 a 其中的甲图是实验现象 丁图是经过合理的外推得出的结论b 其中的丁图是实验现象 甲图是经过合理的外推得出的结论c 运用甲图的实验 可 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显d 运用丁图的实验 可 放大 重力的作用 使实验现象更明显 图3 3 自由落体运动规律的应用 一物体从h高处自由下落 经时间t落地 则当它下落时 离地的高度为 解析 答案 1 2 3 4 4 自由落体运动规律的应用 一物体从高125m处自