高中物理 第2章 匀变速直线运动的研究 5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究课件 新人教版必修1.ppt

5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究 填一填 练一练 一 自由落体运动 见课本第43页 1 定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 2 特点 1 运动特点 初速度等于零的匀加速直线运动 2 受力特点 只受重力作用 二 自由落体加速度 见课本第44页 1 定义 在同一地点 一切物体自由下落的加速度都相同 这个加速度叫自由落体加速度 也叫重力加速度 符号为g 2 方向 自由落体加速度的方向总是竖直向下 3 大小 地球上越靠近赤道的地方重力加速度越小 越靠近两极的地方重力加速度越大 一般的计算中 g取9 8m s2或10m s2 填一填 练一练 三 自由落体运动规律 见课本第44页 1 自由落体运动的实质 初速度v0 0 加速度a g的匀加速直线运动 2 基本公式 1 速度公式v gt 2 位移公式h 3 位移速度关系式v2 2gh 填一填 练一练 四 伽利略对自由落体运动的研究过程 见课本第46 47 48页 填一填 练一练 填一填 练一练 某人估测一竖直枯井深度 从井口静止释放一石头并开始计时 经2s听到石头落地声 由此可知井深约为 不计声音传播时间 重力加速度g取10m s2 a 10mb 20mc 30md 40m 答案 b 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 对自由落体运动的理解如图所示 一个小金属球从离地h高处由静止释放 小球下落一段时间落地 试结合上述现象讨论 1 小球的运动性质是什么 2 怎样确定小球的落地时间及速度 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 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 自由落体运动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 物体的下落可以当作自由落体运动来处理 3 自由落体运动的实质 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 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 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 3 方向 竖直向下 除地球的两极处 其他地方的重力加速度的方向并不指向地心 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 5 自由落体运动的规律 1 自由落体运动的几个基本公式 自由落体运动是匀变速直线运动的特例 其规律如下表所示 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 2 自由落体运动的几个比例关系 第1t末 第2t末 第3t末 第nt末速度之比为v1 v2 v3 vn 1 2 3 n 1t内 2t内 3t内 nt内位移之比为x1 x2 x3 xn 1 22 32 n2 第1t内 第2t内 第3t内 第nt内位移之比为x x x xn 1 3 5 2n 1 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题1 多选 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作自由落体运动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解析 物体做自由落体运动的条件是 1 初速度为零 2 除重力之外不受其他力的作用 所以a错误 b正确 在实际中 物体下落时 当空气阻力远小于重力时 物体的下落才能看作自由落体运动 所以c错误 d正确 答案 bd 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 变式训练1 多选 下列关于自由落体运动的说法 正确的是 a 在真空条件下 石头将比纸片先落地b 自由落体运动是初速度为0 加速度大小为g 方向竖直向下的匀加速直线运动c 离地20m的高度 物体在赤道落下所用的时间比在北极落下所用的时间长d 随着高度的增加 重力加速度大小不变解析 在真空条件下 石头与纸片都做自由落体运动 它们下落的速度一样快 a错 由自由落体运动的条件知 b对 由于赤道附近的重力加速度小于地球两极处的重力加速度 由得下落同样的高度 在赤道附近用时较长 c对 随着高度的增加 重力加速度减小 d错 答案 bc 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题2 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内通过的位移大小 3 小球落地前最后1s内的位移大小 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内的位移 最后1s内的位移是下落总位移和前 n 1 s下落位移之差 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 所以最后1s内的位移大小为 x x x9 500m 405m 95m 答案 1 10s 2 5m 3 95m 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 答案 a 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 测量重力加速度的方法小球自由下落时的频闪照片如图所示 频闪仪每隔0 04s闪光一次 通过这幅照片测量自由落体运动的加速度是多少呢 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 打点计时器法 1 利用如图所示装置 让物体自由下落打出点迹清晰的纸带 2 对纸带上计数点间的距离x进行测量 利用 求出重力加速度 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题3 图中甲 乙两图都是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图 已知该打点计时器的打点频率为50hz 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 甲 乙两图相比较 哪个图所示的装置更合理 2 丙图是采用较合理的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带 其中打出的第一个点标为1 后面依次打下的一系列点迹分别标为2 3 4 5 经测量 第15至第17点间的距离为11 70cm 第1至第16点间距离为43 88cm 则打下第16个点时 重物下落的速度大小为m s 测出的重力加速度值为g m s2 要求保留三位有效数字 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 1 甲图容易保持纸带竖直 且可以使纸带由静止开始运动 能更有效地减小摩擦力 故甲图所示装置更合理 答案 1 甲 2 2 939 78 9 75也正确 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练3小球自由下落过程中用频闪照相的方法获得的轨迹的一部分如图所示 用刻度尺量出计量点1 2之间的距离为7 65cm 2 3之间的距离为8 73cm 已知每次闪光的时间间隔为s 则小球运动到计数点2时的瞬时速度大小为 小球下落的重力加速度大小为 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 答案 2 46m s9 72m s2 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 1 多选 关于自由落体运动 下列说法正确的是 a 自由落体运动的物体初速度为零b 物体从静止开始 竖直下落的运动就是自由落体运动c 自由落体运动的物体只受重力作用d 自由落体运动是变加速直线运动解析 自由落体运动是从静止开始下落 且只在重力作用下的运动 选项a c正确 b错误 自由落体运动的加速度恒定不变 自由落体运动是匀加速直线运动 选项d错误 答案 ac 5 1 2 3 4 当堂检测 探究一 探究二 2 下列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越小解析 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 5 1 2 3 4 当堂检测 探究一 探究二 3 一物体从t 0时刻开始做自由落体运动 它下落的速度v与时间t的关系图象是图中的 解析 由v gt知 v与t成正比 选项d正确 答案 d 5 1 2 3 4 当堂检测 探究一 探究二 4 甲 乙两物体的质量之比为1 4 不考虑空气的阻力作用 它们在同一高度处同时自由下落 则下面说法正确的是 a 甲比乙先着地b 乙比甲先着地c 甲和乙同时着地d 甲比乙的加速度大解析 选物体自由下落过程中的运动情况与物体的质量无关 加速度相同 故甲 乙两物体同时开始下落 也同时着地 c正确 答案 c 5 1 2 3 当堂检测 探究一