人教版必修一 2.6 伽利略对自由落体运动的研究 学案.doc

纸张比石头下落得慢是由于空气阻力的影响，但使人误以为“重物比轻物下落得快”。这正是统治了两千多年的亚里士多德的观点。亚里士多德的论断流传了近2 000年，直到16世纪，在意大利的比萨斜塔上，伽利略做了著名的两个球同时落地的实验.两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样的清脆美妙，又是那样的发聋振聩！它动摇了人们头脑中的旧观念，开创了实验和 学推理之先河，将近代物理学以至近代 学推上了历史的舞台.要点一、伽利略对自由落体运动的研究1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 学 (3)由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法：运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合xt2.运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合xt2，是匀变速直线运动 不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，x/t2的值不变，说明它们运动的情况相同不断增大斜面倾角，得出x/t2的值随之增大，说明小球做匀变速直线运动的加速度随倾角的增大而增大将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90的情况小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速直线运动的性质 学 2 学意义： 伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的 学方法抽象思维、数学推导和 学实验相结合，这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然 学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类 学认识的发展，近代 学研究的大门从此打开，并且对我们 学素质的培养仍有重要的现实意义.1在学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的 学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列过程是伽利略的探究过程的是()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【答案】c【解析】伽利略在研究物体下落规律时，首先是遇到问题即对亚里士多德的观点提出疑问，然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的，接着进行了实验，伽利略对实验结果进行数学推理，然后进行合理的外推得出结论2唐代大诗人李白用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景(1)以三尺为1 m，可估算出水落到地面的速度为() a100 m/s b140 m/s c200 m/s d1 000 m/s(2)下落一千尺和三千尺时的速度之比为()a11 b1 c13 d19【答案】(1)b(2)b【解析】把瀑布的下落看成自由落体运动，三千尺换算成1 000 m，g取10 m/s2，由速度与位移的关系3甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从h高处自由落下，乙从2h高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是()a两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大b下落1 s末，它们的速度相同 学 c各自下落1 m时，它们的速度相同d下落过程中甲的加速度比乙的加速度大【答案】bc【解析】要注意它们是同时自由下落的，所以两个物体下落是同步的，并且加速度都是一样的，只不过是甲先落地罢了 学 4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里听到声音时，后一滴恰离开水龙头测出n次听到水击盘声的总时间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0.1 s，已知声速为340 m/s，则()a水龙头距人耳的距离至少为34 mb水龙头距盘子的距离至少为34 mc重力加速度的计算式为d重力加速度的计算式为【答案】d【解析】由于人耳能区分两个声音的时间差为0.1 s，因此两滴水落到盘子的时间差必须不小于0.1 s，5有a、b两个小球，在不同高度上做自由落体运动，a球下落1 s后，b球开始下落，两球同时落到地面已知b球离地面高度为20 m，问a球从多高处下落？(g取10 m/s2)【答案】45 m【解析】先求出b球下落的时间，根据hgt2，得t 2 s，故a球下落的时间是3 s，下落的高度为hagt109 m45 m.6甲、乙两位同学一起做测量反应时间的实验实验时，甲用一只手在直尺下部做握住直尺的准备，当看到乙同学放开手时，他立即握住直尺如果测出直尺下降的高度为11.25 cm，请你计算甲同学的反应时间(g取10 m/s2) . 【答案】0.15 s【解析】hgt2t s0.15 s题型1伽利略对自由落体运动的研究1伽利略对自由落体运动的研究，是 学实验和逻辑思维的完美结合，如图25、62所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是()图25、62a其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论b其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论c运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显d运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显【答案】ac【解析】伽利略通过实验直接证实了小球在小角度斜面上运动时的加速度随倾角的增大而增大，直接2 学研究发现：在月球表面没有空气，重力加速度约为地球表面处重力加速度的1/6.若宇航员登上月球后，在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球，忽略地球和其他星球对它们的影响，以下说法中正确的是()a羽毛将加速上升，铅球将加速下落b羽毛和铅球都将下落，且同时落到月球表面c羽毛和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面d羽毛和铅球都将下落，且落到月球表面的速度相同【答案】bd【解析】月球表面没有空气，羽毛和铅球在月球表面只受重力作用，由静止释放，它们都竖直向下做自由落体运动，都处于完全失重状态，故bd正确。 学 3小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某高度，其vt图象如图25、63所示，则由图可知(g10 m/s2)以下说法正确的是()图25、63a小球下落的最大速度为5 m/sb第一次反弹初速度的大小为3 m/sc小球能弹起的最大高度0.45 md小球能弹起的最大高度1.25 m【答案】abc【解析】由图可知，小球下落的最大速度为5m/s，故a正确；小球第一次反弹后的瞬时速度大小为3m/s，故b正确；小球弹起的高度等于0.4s后小球的图象与时间轴围成的面积，故上升的高度h=0.45m，故c正确，d错误4为了得到塔身的高度(超过5层楼高)数据，某人在塔顶使一颗石子做自由落体运动在已知当地重力加速度的情况下，可以通过下面哪几组物理量的测定，求出塔身的高度()a最初1 s内的位移 b石子落地的速度c最后1 s内的下落高度 d下落经历的总时间【答案】bcd【解析】最初1s内的位移可以不告知，也可以求出，无法知道落地的时间和落地的速度，故无法求出5两个物体用长9.8 m的细绳连接在一起，从同一高度以1 s的时间差先后自由下落，当绳拉紧时，第二个物体下落的时间是多少？【答案】0.5 s【解析】设第二个物体下落时间t时，绳子被拉紧，则：g(t1)2gt2l.代入数据：4.9(t1)24.9t29.8，解得：t0.5 s.即第二个物体下落0.5 s绳子拉紧6对于物体的运动情况，可以用列表法进行描述，下面表格中的数据就是某物体运动过程中测得的位移x和时间t的数据记录试根据表中的记录找出x与t的变化规律写出你确定x与t变化规律的理由或寻找过程，并