1.7对自由落体运动的研究.doc

高一物理（必修一） 主备人：杨乃军 审核：高一物理备课组画川高中高一物理备课活页纸7第1章第8课时 总第 8 课时课题： 1.7 对自由落体运动的研究 课型： 新授课 课时： 1 备课时间： 2010.9.15 授课班级： 高一（ ）班 授课时间： 知识目标1.了解物理学史。2.知道伽利略对自由落体运动的研究方法。重点1.伽利略对落体问题的逻辑推理。2.伽利略的验证性实验的设计。难点探究自由落体运动的实验方法和对自由落体规律的应用授 课 过 程引言1. 延续了两千年的错误认识古希腊的学者们认为，物体下落的快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落得越快。生活在公元前四世纪的古希腊哲学家 最早阐述了这种看法，他认为，物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比。但是，这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。讨论与交流探究1物体下落运动的快慢和物体的重量是否有关？如果没有，那为什么重的物体比轻的物体下落的快?为什么？什么原因？一.伽利略对自由落体运动的研究来源:Zxxk.16世纪，意大利学者伽利略对亚里士多德的看法提出了质疑，对自由落体运动的研究方法大体可归结为以下几点：发现问题 发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。 认为，如果亚里士多德的观点是对的，即重物比轻物下落得快，那么把重物和轻物拴在一起下落，它们将是什么结果呢？照亚里士多德的说法，重物下落得快，轻物下落的得慢，由于两物拴在一起，“轻的”被“慢的”拉着，“慢的” 被方法点拨 “快的”拖着，所以两物拴在一起的速度应是不快不慢。同样，照亚里士多德的说法，两物拴在一起，应该是更重了，那它们应该下落得更快。这两个结论都是由亚里士多德的论断推出来的，但得到的却是互相矛盾的结果。可见，亚里士多德的观点是错误的。提出假设伽利略认为，重物与轻物应该下落得同样快。他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，物体的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算是均匀的呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比。数学推理伽利略通过数学运算得出：如果v与x成正比，将会得到荒谬的结论；如果v与t成正比，它通过的位移x就与t2成正比。实验验证为了便于测量时间，伽利略设法用斜面做实验。他在木制斜槽上蒙上羊皮纸，让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下，通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究，发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比，小球的运动是 直线运动，且倾角一定，不同小球的加速度 ，倾角越大加速度越 。合理外推伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推：设想斜面的倾角越接近900，小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动；当斜面的倾角达到900时，小球就做 运动。从而，自由落体运动是初速度为 的匀加速直线运动，且所有物体自由下落时的加速度都 同。二、自由落体运动定义： 探究2自由落体运动的特点有哪些？（1）初速度v0= （2）受力特点： （3）加速度为 探究3当年由于实验条件所限，伽利略无法对自由落体运动进行实验研究，现在，我们具备了条件，请问探究自由落体运动的实验该如何操作，即实验的步骤如何？方法点拨归纳：（1）g的方向为： ；（2）g的大小：g= 。三、自由落体运动的规律（1）探究4对于研究匀变速直线运动打出来的纸带，我们如何来判断和研究其运动性质？（2）探究5由于自由落体运动是匀变速运动的一种特殊情况,同学们能否根据匀变速直线运动的规律写出自由落体运动的规律公式？（3）个基本公式速度公式： 位移公式： 速度位移关系式： （4）一个有用的推论 （5）您知道v-t图像吗?请画出。例1关于自由落体运动，下列说法正确的是 （ ）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.物体只在重力的作用下的运动叫自由落体运动D.当空气对运动的阻力可以忽略不计时，物体的自由下落运动可看作自由落体运动变式1下列各种运动中，属于自由落体运动的是 （ ）A.在沿水平方向运动的飞机上释放一个物体B.纸片由静止释放，在空中下落C.初速度为零、加速度大小恒等于g 的运动D.小铁球由静止下落，空气阻力略去不计例2在测量自由落体运动加速度的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz.实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示把第一个点记作O，另外连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，每两个测量点之间还有4个实际打出来的点，经测量知道A、B、C、D各点到O方法点拨点的距离分别为49.0mm、196.0mm、441.0mm、784.0 mm.根据以上数据，那么由此可以计算自由落体运动的加速度为多少？例3关于重力加速度的说法中，不正确的是 （ ）A.重力加速度g是标量，只有大小没有方向B.在地球的不同地方，g的大小不同，但它们相差不大C.在地球上的同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D.在地球上的同一地点，离地面越高重力加速度g越小例4“蹦极”是一项勇敢者的运动，是对人心里极限的挑战。某同学在一次蹦极活动中获得如下资料，请根据这些资料回答问题。高台离水面65.0m,水深约10m,该同学的质量为50.0kg,身高1.75m,系在身上的橡皮绳长45.0m(未拉伸时)，绳的质量为1.0kg。（1） 绳在绷直前，人做的是什么运动？（2） 绳在绷直前，人下落了多长时间？（3） 绳在绷直前，人的速度是多少？（4） 若换成一个质量较小的女同学，绳在绷直前，她的速度是多少？P质量检测1.以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是哪些 （ ）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，速度的变化率不是恒量方法点拨2.关于自由落体运动，下列说法正确的是 （ ）A如果物体只受重力，肯定做自由落体运动B做自由落体运动的物体，可能受到空气阻力C做自由落体运动的物体初速必定为零D以上说法均不正确3.小球A的质量是小球B的质量的两倍，从同一高度同时开始做自由落体运动，都落在地面，下面哪些说法是正确的 （ ）A.A球下落的时间是B球下落时间的2倍B.A，B两球同时落地C.两球落地时的速度不一定相同D.A球落地时的速度是B球落地时的速度的2倍4.一个物体做自由落体运动，以竖直向下方向为正方向，物体的下落速度v跟时间t的关系可以用图线表示为如图2-4-1所示中的 ( )5.甲、乙两物体同时从同高度处开始自由下落，甲的质量大于乙的质量，下落过程中，如果以乙为参照物，则甲的运动情况是 （ ） A.静止 B.匀速直线运动C.匀加速直线运动 D.变加速直线运动6.自由下落的物体，落地时间与其质量_(选填“有关”或“无关”)，与当地的_有关。7.一物体从某处自由下落，经历3s落地，则下落点到地面的高度为_m。8.做自由落体运动的物体，在时间t内的位移为S,这物体运动规律的表达式是_。方法点拨9.在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都_，这个加速度叫做_ 。其方向_ ，大小通常取_ m/s2，一般用_ 表示。10.一根长为2