【同步导学】高中物理 2.5、6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.pptVIP

5 6 自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究 一 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 物体做自由落体运动的条件 1 物体只受 作用 2 物体的 等于零 3 运动性质 自由落体运动是初速度为零的 运动 4 空气中下落 如果空气阻力的作用比较小 可以忽略 物体的下落也可以近似看做是做 运动 5 研究自由落体运动的方法 1 利用 进行研究 2 利用频闪照片进行研究 二 自由落体加速度1 定义 物体做自由落体运动时的加速度叫自由落体加速度 也叫做 加速度 2 方向 竖直 3 大小 在地球表面其大小随纬度的增加而增大 通常情况下取g 9 8m s2 近似计算时也可以取g 三 自由落体运动规律1 自由落体运动实质上是初速度v0 加速度a g的 运动 2 运动规律 1 速度公式v 2 位移公式h 3 位移速度关系式v2 四 伽利略对自由落体运动的研究1 质疑亚里士多德认为重物体下落得 轻物体下落得 伽利略对此论断表示了怀疑 2 归谬伽利略从亚里士多德的论断出发 通过 最后否定了亚里士多德的论断 3 猜想伽利略提出 自由落体运动是一种最简单的变速运动 匀变速运动 的假说 4 数学推理伽利略通过数学推理得出初速度为零的 应有x t2 5 实验验证在当时的实验条件下测量极短的时间是困难的 伽利略采用了间接验证的方法 让小球从斜面上的不同位置滚下 测出小球从不同起点滚动的位移x和所用时间t 甲乙 一 对自由落体运动的理解1 物体做自由落体运动的条件 第一 初速度为零 第二 除受重力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 自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生 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 只有当空气阻力比重力小得多 可忽略时 物体的下落才可当做自由落体运动来处理 如空气中小铁球或小石块由静止释放后的运动 就可看做自由落体运动 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 它是我们前面所学的匀变速直线运动的一个特例 4 运动图象 自由落体运动的v t图象是一条通过原点的斜向上的直线 它的斜率是g 图线与横轴包围的 三角形的面积s 为物体下落的高度h 如下图所示 小鹏摇动苹果树 从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落到地上 苹果先落地 下面说法中正确的是 a 苹果和树叶做的都是自由落体运动b 苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动c 苹果的运动可看成自由落体运动 树叶的运动不能看成自由落体运动d 假如地球上没有空气 则苹果和树叶会同时落地 解析 空气阻力对树叶影响较大 不能忽略 空气阻力对苹果影响较小 可以忽略 故选项a b错误 选项c正确 当没有空气阻力时 苹果和树叶只受重力作用 它们将会同时落地 d正确 答案 cd 从离地面500m的空中自由落下一个小球 取g 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 最后1s内的位移 3 下落时间为总时间的一半时的位移 答案 1 10s 2 5m95m 3 125m 二 理解自由落体运动的加速度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 在地球表面上 重力加速度随纬度的增加而增大 在赤道处重力加速度最小 在两极处重力加速度最大 但差别很小 在地面上的同一地点 随高度的增加 重力加速度减小 在一般的高度内 可认为重力加速度的大小不变 在一般的计算中 可以取g 9 8m s2或g 10m s2 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 4 运动图象 自由落体运动的v t图象是一条过原点的倾斜直线 斜率是k g k在数值上等于重力加速度的大小 特别提醒 重力加速度的方向为竖直向下 而非垂直地面向下 它的方向可以用重垂线来确定 关于自由落体运动的加速度g 下列说法正确的是 a 同一地点轻重物体的g值一样大b 北京地面的g值比上海地面的g值略大c g值在地面任何地方都一样d g值在赤道处大于在南北两极处 解析 同一地点不同物体下落的重力加速度g值相等 g值随纬度的增加而增加 即赤道处最小 南北两极处最大 答案 ab 三 伽利略的研究方法1 运用 归谬法 否定了亚里士多德关于重的物体下落快 轻的物体下落慢的论断 2 提出自由落体运动是一种最简单的变速运动 匀变速运动的假说 请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程 判定下列哪个过程是伽利略的探究过程 a 猜想 问题 数学推理 实验验证 合理外推 得出结论b 问题 猜想 实验验证 数学推理 合理外推 得出结论c 问题 猜想 数学推理 实验验证 合理外推 得出结论d 猜想 问题 实验验证 数学推理 合理外推 得出结论 解析 伽利略的研究方法是 对现象的一般观察 提出问题 提出假设 运用逻辑 包括数学 得出结论 通过实验对推论进行检验 对假说进行修正和推广 答案 c 做一做 日常工作中 有时需要人们反应灵敏 对于战士 驾驶员 运动员等更是如此 从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫做反应时间 这里介绍一种测定反应时间的简单方法 根据自由落体运动的知识 可以算出你的反应时间 解析 物体在下落过程中 因是自由下落 只受重力影响 加速度都为g 与质量无关 d选项错误 又由v gt知 a选项错 b选项正确 又由公式v2 2gh可知c选项正确 故答案应选b c 答案 bc 跟踪发散 1 1 2011 徐汇区期末测试 关于自由落体运动 以下说法正确的是 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 物体从静止自由下落可视为自由落体运动 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 物体的自由下落可以看做自由落体运动 所以b c d正确 a不正确 答案 bcd 解析 如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动 并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段 设每段时间间隔为t 则这一滴水在0时刻 ts末 2ts末 3ts末 4ts末所处的位置 分别对应图示第5滴水 第4滴水 第3滴水 第2滴水 第1滴水所处的位置 据此可作出解答 答案 1 3 2m 2 0 2s 反思总结 自由落体运动是初速度为零 加速度为g的匀加速直线运动 是匀变速直线运动的一个特例 因此所有匀变速直线运动的规律都适用于自由落体运动 答案 125m 答案 9 78 2 竖直上抛运动一 基本概念将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出去 物体只在重力作用下的运动叫竖直上抛运动 二 基本特征只受重力作用且初速度竖直向上 如果以初速度方向为正方向 则加速度a g 1 2011 泉州七中高一期末 对于自由落体运动 下列说法中正确的是 a 在1s内 2s内 3s内的位移之比是1 3 5b 在1s末 2s末 3s末的速度之比是1 2 3c 在第1s内 第2s内 第3s内的平均速度之比是1 4 9d 在相邻两个1s内的位移之差都是9 8m 答案 bd 2 2011 江阴高一检测 关于重力加速度的说法中正确的是 a 重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢b 重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小c 重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢d 轻物体和重物体的重力加速度不同 解析 重力加速度是表示自由下落物体运动速度变化快慢的物理量 a b错误 c正确 在同一地点 不同物体自由下落的加速度是相同的 d错误 答案 c 3 甲物体的质量是乙物体质量的3倍 它们在同一高度同时自由下落 则下列说法中正确的是 a 甲比乙先着地b 甲比乙的加速度大c 甲与乙同时着地d 甲与乙的加速度一样大 答案 cd 4 2011 惠阳高一检测 一个自由下落的物体 前3s内下落的距离是第1s内下落距离的 a 2倍b 3倍c 6倍d 9倍答案 d 5