高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 第5、6节 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

第二章 第5 6节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 读教材 填要点 要点一 要点二 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 试身手 夯基础 关键语句归纳 要点三 1 知道自由落体运动的概念 条件及特点 能根据自由落体运动的规律解决有关问题 2 知道自由落体运动的加速度 知道它的方向 以及在地球的不同地方 重力加速度不同 3 了解伽利略研究自由落体运动的过程 领悟理想化的科学思维方法 体会科学方法的价值 读教材 填要点 1 自由落体运动 1 定义 物体只在作用下从开始下落的运动 2 条件 只受 初速度为零 3 运动性质 自由落体运动是初速度为0的直线运动 重力 静止 重力 匀变 速 2 自由落体加速度 重力加速度 1 定义 物体自由下落的加速度 用g表示 2 方向 3 大小 随地理纬度的增大而增大 随高度的增大而减小 一般的计算中 g取9 8m s2 竖直向下 3 自由落体运动规律 1 速度公式 v 2 位移公式 h 3 速度位移公式 v2 gt 2gh 4 伽利略对自由落体运动的研究 1 问题发现 亚里士多德观点 重物下落得快 轻物下落得慢 矛盾 把重物和轻物捆在一起下落 会得出与亚里士多德观点互相矛盾的结论 伽利略观点 重物与轻物下落得 同样快 2 猜想与假说 伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的运动 并指出这种运动的速度应该变化的假说 变速 均匀 3 理想斜面实验 如果速度随时间的变化是均匀的 初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成 即x t2 让小球从斜面上的不同位置由静止滚下 测出小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间t 正比 a 斜面倾角一定时 判断x t2是否成立 b 改变小球的质量 判断x t2是否成立 c 将斜面倾角外推到 90 时的情况 小球自由下落 认为小球仍会做运动 从而得到了落体运动的规律 匀变速直线 4 伽利略研究自然规律的科学方法 把实验和逻辑推理 包括数学演算 和谐地结合起来 他给出了科学研究过程的基本要素 对现象的一般观察 提出假设 运用逻辑得出推论 通过实验对推论进行检验 对假说进行修正和推广 试身手 夯基础 1 自由落体运动是 a 物体不受任何作用力的运动b 物体在真空中的运动c 加速度为g的竖直下落运动d 初速度为零 加速度为g的竖直下落运动 解析 根据自由落体运动的特点知 自由落体运动是初速度为零 加速度为g的竖直下落运动 选项d正确 答案 d 2 实验表明 在同一地点 一切物体自由落体运动的加速度大小均 但在地球的不同地方g的值是 的 其大小随纬度的增大而 即在赤道上 在两极 其方向总是 答案 相同不同增大最小最大竖直向下 3 亚里士多德认为树叶比石块在空中下落得慢些的原因 a 树叶比石块轻b 树叶比石块受到的阻力大c 树叶和石块物质不同d 树叶下落得慢由其组成决定 解析 亚里士多德认为 重的物体比轻的物体下落得快 因此物体下落快慢不同 原因是它们的轻重不同 答案 a 4 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 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 它们的密度不等c 它们的材料不同d 空气阻力对它们自身的影响不同 解析 玻璃球先于羽毛到达地面 这主要是因为羽毛受到的空气阻力与其自身重力相比较大的缘故 所以d正确 答案 d 5 从离地面500m的空中由静止开始自由落下一个小球 取g 10m s2 求 1 小球经过多长时间落到地面 2 小球落地的速度 答案 1 10s 2 100m s 物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动 1 运动学特点 v0 0 a g 受力大小 方向均不变 2 受力特点 在真空中物体只受重力 或者在空气中 物体所受空气阻力很小 可忽略 3 运动性质 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 所以匀变速直线运动的所有规律和初速度为零的匀加速直线运动中的各种比例关系都可用于自由落体运动 4 自由落体加速度 在同一地点 一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 地球上不同的纬度 g值不同 其方向为竖直向下 通常计算时 取g 9 8m s2 粗略计算时 取g 10m s2 5 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 1 关于自由落体运动 下列说法错误的是 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 物体自由下落可视为自由落体运动 审题指导 解答本题需要把握以下两点 1 自由落体的受力特点是仅受重力 2 其运动性质是v0 0的匀加速直线运动 a g 解析 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 它是一种初速度为零 加速度为g的匀加速直线运动 如果空气阻力的作用比较小 可以忽略不计 物体的自由下落也可以看做自由落体运动 所以b c d选项正确 a选项不正确 答案 a 自由落体运动是匀加速直线运动的一个特例 其初速度为零 加速度为g g的大小与重力大小无关 如果问题指明 或有明显暗示 空气阻力不能忽略不计时 物体运动就不再是自由落体运动 1 结合匀变速直线运动的规律 可得出自由落体运动的规律如下表所示 2 初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律 第1t末 第2t末 第3t末 第nt末速度之比为v1 v2 v3 vn 1 2 3 n 1t内 2t内 3t内 nt内位移之比为x1 x2 x3 xn 1 22 32 n2 第1t内 第2t内 第3t内 第nt内位移之比为x x x xn 1 3 5 2n 1 名师点睛 匀变速直线运动中的几个推论及初速度为零的匀加速直线运动的几个比例关系 对自由落体运动也是成立的 在解题过程中可以灵活运用 但加速度为重力加速度g 2 从离地面500m的空中自由落下一个小球 g取10m s2 求小球 1 经过多长时间落到地面 2 自开始下落计时 在第1s内的位移和最后1s内的位移为多少 3 下落时间为总时间的一半时的位移 答案 1 10s 2 5m95m 3 125m 自由落体运动实质是一种特殊的匀变速直线运动 符合所有匀变速直线运动规律 只是其初速度为零 加速度为g 题目中即使不直接告诉 也是必然的隐含条件 可以直接应用 图2 5 1 3 滴水法 1 让水滴落到垫起来的盘子上 可以清晰地听到水滴碰盘子的声音 细心地调整水龙头的阀门 使第一个水滴碰到盘子听到响声的瞬间 注视到第二个水滴正好从水龙头滴水处开始下落 2 听到某个响声时开始计时 并数0 以后每听到一次响声 顺次加1 直到数到n 停止计时 表上时间的读数是t 图2 5 2 3 利用图2 5 2中所示的装置可以研究自由落体运动 实验中需要调整好仪器 接通打点计时器的电源 松开纸带 使重物下落 打点计时器会在纸带上打出一系列的小点 1 为了测得重物下落的加速度 还需要的实验器材有 填入正确选项前的字母 a 天平b 秒表c 米尺 2 若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值 而实验操作与数据处理均无错误 写出一个你认为可能引起此误差的原因 审题指导 解答本题时需要把握以下两点 1 根据实验原理确定实验所需的器材 2 根据实验原理和实验步骤确定产生误差的原因 解析 1 根据纸带求加速度 一定要知道长度和时间 时间由打点计时器直接测量 故不需要秒表 重力加速度的值和物体的质量无关 因此不需要天平 故选项c正确 2 自由落体运动是只在重力作用下从静止开始下落的运动 如果运动中受到阻力 如纸带与限位孔有摩擦等 物体下落的加速度就会变小 答案 1 c 2 打点计时器与纸带之间存在摩擦 本题主要考查利用自由落体运动测量重力加速度 涉及实验器材的选取 实验误差的分析等知识点 意在考查考生的实验设计能力和实验误差分析能力 1 自由落体运动是只在重力作用下由静止