高中物理 第3章 匀变速直线运动的研究 第3节 匀变速直线运动实例——自由落体运动课件 鲁科版必修1.ppt

第3节匀变速直线运动实例 自由落体运动 教师备课参考 核心素养养成目标 物理观念1 认识自由落体运动的特点 理解物体做自由落体运动的条件 2 认识自由落体运动的加速度 理解自由落体运动的性质 3 知道自由落体运动的基本规律 并能应用解决实际问题 科学思维与科学探究1 通过史实 初步了解近代实验科学产生的影响 认识实验对物理学发展的推动作用 2 通过对自由落体运动的学习 能用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的相关问题 3 体会用理想化模型处理自由落体运动 4 体会伽利略研究自由落体运动的思路和方法 学习其科学探索精神 科学态度与责任1 通过对自由落体运动的学习 体会物理规律与生活的联系 2 认识伽利略在研究物体运动时所采用的多种研究方法 了解在科学发展和人类进步上的重大意义 体会科学研究方法的价值 教学重难点 教学重点掌握自由落体运动的规律 教学难点运用自由落体运动规律解决实际问题 感悟解题规律 探寻基本知识 测评学习效果 探寻基本知识 树立物理观念 知识点一 自由落体运动 情境导学 如图所示 将花瓣从手中吹落时 1 这些花瓣做的是自由落体运动吗 2 若是从手中将其洒落呢 3 若不考虑空气阻力将花瓣从手中洒落呢 答案 1 不是 由于花瓣初速度不为零 空气阻力也不能忽略 因此花瓣做的不是自由落体运动 2 不是 因为空气阻力不能忽略 3 是 因为符合自由落体运动的条件 知识梳理 1 自由落体运动 重力 2 自由落体的加速度 1 重力加速度 物体自由下落时的加速度来自地球和物体之间的 也称为重力加速度 符号是g 单位是m s2 2 方向 向下 3 大小 一般计算时 g取 估算时 g取 静止 匀加速直线 万有 引力 竖直 9 8m s2 10m s2 思考判断 1 自由释放的物体只在重力作用下运动一定做自由落体运动 2 物体在真空中一定做自由落体运动 3 g值在地球上任何位置一样大 知识点二 自由落体运动规律探索的回眸 情境导学 据说伽利略曾在比萨斜塔上做过一个实验 让重的铁球和轻的铁球同时下落 发现两球几乎同时落地 仅仅相差 两指宽 这是为什么呢 答案 几乎同时落地 证明 相同时间内 重的铁球和轻的铁球下落高度几乎相同 两指宽 的差别是空气阻力造成的 知识梳理 1 亚里士多德的观点物体下落的速度与物体受到的重力大小成 即重物比轻物先落地 2 伽利略关于自由落体运动规律的探索 1 问题 推理否定了亚里士多德关于重物比轻物下落快的论断 2 猜想 自由落体运动是匀变速直线运动 3 数学推理 如果a为常数 s与成正比 4 间接实验 小球在斜面上做匀变速直线运动 在倾角变大时其运动性质不变 5 合理外推 当倾角为90 即小球自由下落 时 小球仍做匀变速直线运动 正比 t2 3 伽利略研究自然规律的科学方法是将数学分析 推理和科学实验相结合的方法 思考判断 1 亚里士多德认为物体下落的快慢由物体的重力决定 2 质量大的物体 受到引力大 落地时速度也大 3 伽利略对自由落体运动的观点 我们在日常现象中不能看到 逻辑 要点一 感悟解题规律 培养科学思维 自由落体运动的理解 1 自由落体运动是一种理想化物理模型 1 物体在空中下落时总是或多或少地要受到空气阻力的作用 严格地说 自由落体运动只能在没有空气的空间才能发生 2 生活中从静止开始的落体运动 若满足空气阻力远小于重力的条件 其产生的误差是可以忽略的 因此对落体运动进行理想化的处理是有实际意义的 2 自由落体运动的加速度 1 在同一个地点 所有做自由落体运动的物体的加速度都相同 2 地球表面上各处的重力加速度不同 随纬度的增加而增大 3 在地球表面上同一地点 重力加速度随高度的增加而减小 典例1 2017 会宁高一检测 关于自由落体运动 下列说法不正确的是 a 物体竖直向下的运动一定是自由落体运动b 自由落体运动是初速度为零 加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动c 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动d 当空气阻力的作用比较小 可以忽略不计时 物体的自由下落可看成自由落体运动 思路探究 1 什么是自由落体运动 答案 物体只在重力的作用下 初速度为零的运动 叫做自由落体运动 自由落体运动是一种理想状态下的物理模型 2 自由落体运动中的 自由 二字有什么含义 答案 物体开始下落时是静止的 即初速度v0 0 a 解析 常规物体只在重力的作用下 初速度为零的运动 叫做自由落体运动 故选项a错误 自由落体运动是初速度为零 加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动 故选项b c正确 自由落体运动是一种理想状态下的物理模型 当空气阻力的作用比较小 可以忽略不计时 物体的自由下落可看成自由落体运动 故选项d正确 教师备用 例1 1 2016 厦门高一检测 关于自由落体运动 以下说法正确的是 a 质量大的物体自由落体时的加速度大b 从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动c 雨滴下落的过程是自由落体运动d 从水龙头上滴落的水滴的下落过程 可近似看做自由落体运动 解析 所有物体在同一地点的重力加速度相等 与物体质量大小无关 故选项a错误 从水平飞行着的飞机上释放的物体 由于惯性具有水平初速度 不是自由落体运动 故选项b错误 雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关 速度增大时阻力增大 雨滴速度增大到一定值时 阻力与重力相比不可忽略 不能认为是自由落体运动 故选项c错误 从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计 可认为只受重力作用 故选项d正确 d 针对训练1 1 关于重力加速度 下列说法正确的是 a 在比萨斜塔上同时由静止释放一大一小两个金属球 两球同时着地 说明两球运动的加速度相同 这个加速度就是当地的重力加速度b 地球上各处的重力加速度g的值都相同c 济南的重力加速度为9 8m s2 说明在济南做下落运动的物体 每经过1s速度增加9 8m sd 哈尔滨和广州的重力加速度都竖直向下 两者的方向相同 解析 在比萨斜塔上释放的金属球 受到的空气阻力远远小于球的重力 可以认为金属球做自由落体运动 故金属球运动的加速度为当地的重力加速度 选项a正确 地球上各处的重力加速度的大小一般不同 方向也不同 故选项b d错误 做下落运动的物体不一定做自由落体运动 其加速度也不一定等于重力加速度 故选项c错误 a 要点二 自由落体运动的规律及其应用 典例2 每隔一定时间就有一滴水从屋檐滴下 当第5滴正欲滴下时 第1滴刚好落到地面 而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗户的上下沿 如图所示 取g 10m s2 试求 1 滴水的时间间隔是多少 答案 1 0 2s 2 此屋檐离地面多高 答案 2 3 2m 规律方法多个物体依次下落问题的处理方法对从同一位置开始间隔相等时间依次做自由落体运动的物体在空间形成不同间距的问题 可将若干个物体在某一时刻的排列情形 等效成一个物体在不同时刻的位置 这就类似于做匀变速直线运动时 打点计时器打下的纸带 由此可用 s at2 初速度为零的匀变速直线运动的比例式或平均速度法来求解 教师备用 例2 1 多选 如图所示 小球从竖直砖墙某位置静止释放 用频闪照相机在同一底片上多次曝光 得到了图中1 2 3 4 5所示小球运动过程中每次曝光的位置 连续两次曝光的时间间隔均为t 每块砖的厚度为d 根据图中的信息 下列判断正确的是 bcd 针对训练2 1 2017 江苏省扬州中学高一月考 甲物体从阳台自由下落 已知物体在下落过程中最后2s的位移是60m g 10m s2 求 1 阳台离地面的高度 2 最后1s的平均速度为多少 答案 1 80m 2 35m s 3 若甲释放2s后 乙也从阳台释放 要甲 乙同时落地 需给乙多大的向下的初速度 答案 3 30m s 测评学习效果 演练当堂技法 1 2017 盖州高一检测 关于自由落体运动的加速度g 下列说法中正确的是 a 重的物体的g值大b 同一地点 轻重物体的g值一样大c g值在地球上任何地方都一样大d g值在赤道处大于在北极处 b 解析 地球上同一地点的重力加速度相等 与物体的轻重无关 故a错误 b正确 在地球上两极的重力加速度大于赤道处的重力加速度 故选项c d错误 2 2017 青海省平安县第一高级中学高一检测 同一地点的两个物体从同一高度同时开始做自由落体运动 那么 a 质量较大的物体先到达地面b 密度较大的物体先到达地面c 体积较大的物体先到达地面d 两个物体同时到达地面 d 3 2016 郑州高一期末 甲 乙两物体分别从高10m处和高20m处同时由静止自由下落 不计空气阻力 下面几种说法中正确的是 a 落地时甲的速度是乙的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 c 4 2017 福州四校高一联考 多选 以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是 g取10m s2 a 自由落体运动是匀变速运动b 自由落体运动物体第一秒下落10mc 开始连续的三个1s内下落高度之比为1 3 5d