高中物理 第2章 第5节 自由落体运动 第六节 伽利略对自由落体运动的研究精品课件 新人教版必修1.ppt

第五节自由落体运动第六节伽利略对自由落体运动的研究 课标定位学习目标 1 知道自由落体运动的实质 特点 掌握自由落体运动的规律 并能利用规律解决一些实际问题 2 知道自由落体运动的加速度 知道它的方向 知道在地球的不同地方 重力加速度大小不同 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 重点难点 自由落体运动的特点 规律及其应用 核心要点突破 课堂互动讲练 课前自主学案 知能优化训练 第五节自由落体运动 第六节伽利略对自由落体运动的研究 课前自主学案 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 条件 1 只受 力 2 0 二 自由落体加速度1 在同一地点 一切物体自由下落的加速度都 这个加速度叫做 也叫做 其方向 重力 静止 重 初速度 相同 自由落体加速度 重力加速度 竖直向下 三 自由落体运动的规律1 速度公式 v 2 位移公式 h 3 速度位移公式 gt v2 2gh 说明 自由落体运动是一种匀变速直线运动 匀变速直线运动的所有规律 公式均可适用于自由落体运动 2 地球上越靠近赤道的地方重力加速度越 越靠近两极的地方 重力加速度越 一般计算中 g 或g 小 大 9 8m s2 10m s2 四 伽利略对自由落体运动的研究1 伽利略的科学假说与理想斜面实验 1 伽利略猜想 是一种最简单的匀变速运动 这种运动其速度应是 变化的 2 伽利略的理想斜面实验让小铜球从斜槽的不同位置由静止滚下 得出小球滚下的位移x与运动时间的平方成 即 当倾角等于90 即物体竖直下落时 位移x与运动时间的平方仍成 即 从而得到了落体运动的规律 落体运动 均匀 正比 x t2 正比 x t2 2 伽利略的科学方法伽利略科学思想方法的核心是把 和 包括数学推演 和谐地结合起来 从而有力地推进了人类科学认识的发展 说明 亚里士多德的理论虽然有很多是错误的或不全面的 但由于亚里士多德为人类的发展做出的巨大贡献 他仍然被人们认为是古代最杰出的人物之一 实验 逻辑推理 核心要点突破 一 正确理解自由落体运动1 物体做自由落体运动的条件 1 初速度为零 2 除重力之外不受其他力的作用 2 是一种理想化的运动模型 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 当空气阻力比重力小得多 可以忽略时 物体的下落可以当做自由落体运动来处理 3 自由落体运动的性质 自由落体运动的实质是初速度为零 加速度a g的匀加速直线运动 它是匀变速直线运动的一个特例 4 自由落体加速度 重力加速度 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 特别提醒 1 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 2 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 即时应用 即时突破 小试牛刀 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就是自由落体运动b 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动c 在自由落体运动过程中 不同质量的物体运动规律相同d 物体做自由落体运动下落的时间只与下落的高度有关答案 cd 图2 5 1 3 滴水法如图2 5 2所示 让水滴自水龙头滴下 在水龙头正下方放一个盘 调节水龙头 让水一滴一滴的滴下 并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间 第二滴水正好从水龙头口开始下落 并且能依次持续下去 用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h 再测出每滴水下落的时间t 图2 5 2 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 滴水法测重力加速度的过程是这样的 让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里 调整水龙头 让前一滴水滴到盘子且听到声音时 后一滴恰好离开水龙头 从第1次听到水击盘声时开始计时 测出n次听到水击盘声的总时间为t 用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h 即可算出重力加速度 设人耳能区别两个声音的时间间隔为0 1s 声速为340m s g取10m s2 则 课堂互动讲练 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 通常计算中g取9 8m s2b 在地面上不同的地方 g的大小不同 但它们相差不是很大c 在地球上同一地点 一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同d 在地球上同一地点 离地面高度越大 重力加速度g越小 思路点拨 分析本题应把握重力加速度的大小 方向 影响因素等方面的特点 精讲精析 重力加速度是矢量 方向竖直向下 在地球的表面 不同的地方重力加速度g的大小略有不同 但都在9 8m s2左右 在地球表面同一地点 g的值都相同 但随着高度的增大 g的值逐渐减小 答案 a 变式训练1 2011年江阴高一检测 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 选c 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 从离地500m的空中由静止开始自由落下一个小球 g取10m s2 求 1 经过多长时间小球落到地面 2 从开始下落的时刻起 小球在第1s内通过的位移 3 小球落地前最后1s内的位移 思路点拨 由x 500m和自由落体加速度 根据位移公式可直接算出落地时间 根据运动时间 可算出第1s内位移 最后1s内的位移是下落总位移和前 n 1 s下落位移之差 答案 1 10s 2 5m 3 95m 方法总结 1 自由落体运动是一种初速度为零 加速度为g的匀变速直线运动 在分析自由落体运动时 要注意灵活运用匀变速直线运动的有关规律和推论 2 求解第n秒内的位移时 应为 xn xn xn 1 有些同学往往误解为 xn xn 变式训练2如图2 5 3所示 悬挂的直杆ab长为l 15m 在距其下端h 5m处 有一长为l 15m的无底圆筒cd 若将悬线剪断 试求 整个直杆ab穿过圆筒的时间 图2 5 3 2011年银川高一检测 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