自由落体运动-导学案

1 自自 由由 落落 体体 运运 动动 学习目标学习目标 1 知道自由落体运动的条件 性质和特点 2 掌握自由落体运动的规律 会通过实验测定自由落体运动的加速度 知道在地球 上不同地方 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 领悟他的研究方法 课前预习案课前预习案 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 叫做自由落体运动 2 在有空气的空间 如果空气阻力作用 可以忽略 物体的下落可以 看做自由落体运动 二 自由落体加速度 1 定义 在同一地点 一切物体自由下落的加速度都相同 这个加速度叫做 也叫重力加速度 通常用 g 表示 一般的计算中 g 取 近似计算时 g 取 2 方向 重力加速度的方向总是 三 自由落体运动的规律 四 伽利略对自由落体运动的研究 1 归谬 伽利略从 的论断出发 通过逻辑的推理 否定了亚里士多德的 论断 2 猜想 自由落体运动是一种最简单的变速运动 它的速度应该是 的 3 数学推理 伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应该有 4 实验验证 1 小球沿斜面滚下的运动是 直线运动 2 只要斜面的倾角一定 小球的加速度都是 的 3 斜面的倾角增大 小球的加速度随斜面倾角的增大而 5 合理外推 伽利略认为当斜面倾角为 时 小球将自由下落 仍会做匀加速 直线运动 6 伽利略的科学方法 伽利略科学思想方法的核心是把 和 包括数学演算 和谐地结合起来 从而发展了人类的科学思维方式和科学方法 2 课堂探究案课堂探究案 一 对自由落体运动的理解一 对自由落体运动的理解 例 1 关于自由落体运动 下列说法中正确的是 A 不考虑空气阻力的运动是自由落体运动 B 物体做自由落体运动时不受任何外力作用 C 被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动 D 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 二 自由落体加速度 例 2 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 8 m s2 B 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 例 3 在研究物体仅在重力作用下运动的实验中 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 把一个点记作 O 另选连续的 4 个点 A B C D 作为测量点 每两个测量点之间有 4 个实际打出的点 未标出 如图 27 82 所示 图中所标数据是各测量点到 O 点的距离 单位 mm 那么物体做 运动 加速度为 图 27 82 三 自由落体运动的规律 例 4 离地 500 m 的空中自由落下一个小球 不计空气阻力 取 g 10 m s2 求 1 小球经过多长时间落到地面 2 落下一半位移的时间 3 小球落地前最后 1 s 内的位移 例 5 屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水 当第 5 滴正欲滴下时 第 1 滴已刚 好到达地面 而第 3 滴与第 2 滴分别位于高为 1 m 的窗户的上 下沿 如图 27 83 所 示 问 3 1 此屋檐离地面多高 2 滴水的时间间隔是多少 g 取 10 m s2 图 27 83 当堂检测当堂检测 对自由落体运动的理解 1 下列关于自由落体运动的说法正确的是 A 物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动 B 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动 C 从静止开始下落的小钢球 因受空气阻力作用 不能看成自由落体运动 D 从静止开始下落的小钢球 所受空气阻力对其运动的影响很小 可以忽略 可 以看成自由落体运动 自由落体加速度 2 2013 2014 河北高一期中 关于自由落体运动的加速度 g 下列说法中正确的是 A 重的物体的 g 值大 B 同一地点 轻重物体的 g 值一样大 C g 值在地球上任何地方都一样大 D g 值在赤道处大于在北极处 自由落体运动的规律 3 2013 2014 河北高一月考 关于自由落体运动 下列说法正确的是 A 某段时间内的平均速度等于初速度与末速度和的一半 B 某段位移内的平均速度等于初速度与末速度和的一半 C 在任何相等时间内速度变化相同 D 在任何相等时间内位移变化相同 4 2013 2014 福建高一期中 神舟十号于 2013 年 6 月 11 日成功发射 在轨飞行 15 天 升空后再和目标飞行器天宫一号对接 并首次开展中国航天员太空授课活动 手 控交会对接是中国航天事业的历史新高度 是中国航天强国梦的新起点 据预测 2020 年前后 中国将走进更强大的太空时代 假设中国宇航员在某行星上从高 75 m 处自由 释放一重物 测得在下落最后 1 s 内所通过的距离为 27 m 求 1 重物下落的总时间 4 2 该星球表面的重力加速度 课后训练课后训练 题组一 对自由落体运动的理解 1 小明发现从核桃树上同一高度一颗核桃和一片树叶同时从静止落下 下列说法 正确的是 A 核桃和树叶的运动都是自由落体运动 B 核桃先落地是由于核桃受到的重力较大 C 核桃的运动可近似看成自由落体运动 而树叶的运动则不能看成自由落体运动 D 假如地球上没有空气 核桃和树叶会同时落地 2 下列各个图象中 能够描述自由落体运动的是 3 在忽略空气阻力的情况下 让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落 则关于两块石块的运动情况 下列说法正确的是 A 重的石块落得快 先着地 B 轻的石块落得快 先着地 C 在着地前的任一时刻 两块石块具有相同的速度 相同的位移 相同的加速度 D 两块石块在下落时间段内的平均速度相等 题组二 自由落体加速度 4 关于重力加速度的说法 正确的是 A 在比萨斜塔同时由静止释放一大一小两个金属球 二者同时着地 说明二者运 动的加速度相同 这个加速度就是当地的重力加速度 B 地球上各处的重力加速度 g 值都相同 C 济南的重力加速度为 9 8 m s2 说明在济南做下落运动的物体 每经过 1 s 速度 增加 9 8 m s D 黑龙江和广州的重力加速度都竖直向下 两者的方向相同 5 A B 两物体质量之比是 1 2 体积之比是 4 1 同时从同一高度自由落下 则下落加速度之比和下落时间之比为 A 1 1 1 1 B 1 1 1 2 C 1 2 1 4 D 1 2 1 8 6 用 滴水法 可以测量重力加速度 g 具体操作方法是 1 将一只空铁皮水桶倒置在水龙头的正下方 可以十分清晰地听到水滴滴到桶底上 的声音 细心地调整水龙头的阀门或水桶的高度 使得后一个水滴离开水龙头的同时 恰好听到前一个水滴撞击桶底的声音 2 听到某次响声时开始用秒表计时 并数 0 以后每听到 1 次响声就顺次加 1 数到 100 时停止计时 3 用尺子量出水龙头滴水处到桶底的高度 5 如果停止计时的时候 秒表上的读数是 50 s 水龙头滴水处到桶底的高度为 122 5 cm 请你根据以上实验及其数据 计算出当地的重力加速度为 题组三 自由落体运动规律的应用 7 用图 27 84 所示的方法可以测出一个人的反应时间 设直尺从开始自由下落 到直尺被受测者抓住 直尺下落的距离为 h 受测者的反应时间为 t 则下列说法正确 的是 A t h B t 1 h C t h D t h2 8 物体从离地面 45 m 高处做自由落体运动 g 取 10 m s2 则下列选项中正确的是 A 物体运动 3 s 后落地 B 物体落地时的速度大小为 30 m s C 物体在落地前最后 1 s 内的位移为 25 m D 物体在整个下落过程中的平均速度为 20 m s 9 两物体分别从不同高度自由下落 同时落地 第一个物体下落时间为 t 第二个 物体下落时间为 当第二个物体开始下落时 两物体相距 t 2 A gt2 B C D 3gt2 8 3gt2 4 gt2 4 10 自由下落的物体 自起点开始依次下落三段相等位移所用时间之比是 A 1 3 5 B 1 4 9 C 1 D 1 1 23232 11 雨滴自屋檐由静止滴下 每隔 0 2 s 滴下一滴 第一滴落地时第六滴恰好刚要 滴下 则此时第二滴雨滴下落的速度 不计空气阻力 g 10 m s2 A 8 00 m s B 7 84 m s C 7 20 m s D 7 00 m s 题组四 综合题组 12 在学习物理知识的同时 还应当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科学研 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 6 13 2013 2014 江苏高一期中 跳伞运动员做低空跳伞表演 他离开飞机后先做自 由落体运动 当距离地面 125 m 时打开降落伞 伞张开后运动员就以 14 3 m s2的加速度 做匀减速直线运动 到达地面时