高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 第5节 自由落体运动课件 新人教版必修1.ppt

第二章匀变速直线运动的研究 第五节自由落体运动 利用金太阳好教育云平台备课中心素材视频 悬崖跳水和跳伞 世界系列赛回顾 的内容 来展示自由落体运动的惊险刺激 导入新课 物体的下落运动是日常生活中最为常见的现象 自由落体运动是匀变速直线运动的一个重要实例 通过对自由落体运动规律的研究 可以使学生加深对匀变速直线运动规律的理解 本节课的重点是自由落体运动概念 运动性质和运动规律 本节课的难点是对物体下落快慢与物体轻 重无关的理解 探究自由落体运动性质的过程 对物体下落快慢与物体轻 重无关的理解 学生缺乏直观的认识 课件通过牛顿管实验和登月落体实验增加学生的直观认识 对自由落体条件和运动性质的理解也是学生容易忽视的地方 专门安排了习题进行练习 运动规律的应用是重点练习的内容 课件也安排了较多的习题进行练习 对于重点知识和典型题型 设计一个典例探究 典例探究后接一个练一练 以加深学生的理解 练一练可以根据时间自由安排 最后 再设计4 5个课堂检测题 来检测学生掌握的情况 发现存在的问题 1 理解自由落体运动概念 了解自由落体运动的条件 2 认识自由落体加速度 知道它的大小和方向 3 掌握自由落体运动的规律 并能解决相关实际问题 学习重点 1 自由落体加速度的大小和方向 2 自由落体运动的规律 并运用规律解决实际问题 学习难点 1 自由落体运动的条件和规律 2 应用自由落体运动的规律解决实际问题 金太阳好教育云平台备课中心素材视频 悬崖跳水与跳伞 的内容 来展示自由落体运动的惊险刺激 导入新课 2 匀变速直线运动的几个推论 中间时刻与中间位置 2 相邻相等的时间的位移差为恒量 x at2 3 初速度为0的匀加速直线运动第n秒的位移比 1 3 5 7前n秒的位移比 1 4 9 16 复习 1 匀变速直线运动的基本公式 演示1 让一个纸片与硬币同时 同一高度自由下落 看到哪个物体下落得快 现象 硬币落得快 结论 质量大的物体下落的快 演示2 让纸团 轻 与纸片 重 从同一高度同时释放 看哪个物体下落得快 现象 纸团下落得快 结论 质量小的物体下落快 物体下落的快慢跟重力大小无关 物体下落快慢由哪些因素决定 如果没有空气阻力 一切物体下落的快慢是否相同 牛顿管实验 实验现象 在没有空气阻力的作用下 羽毛和铁片下落一样快 实验结论 物体如果只受重力作用 由静止下落 运动快慢相同 美国宇航员大卫 斯哥特在月球上同时释放了一把锤子和一根羽毛 他发现两者同时落地 一 自由落体运动 1 定义 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 1 v0 0 是加速运动 2 只受重力作用 2 特点 3 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作自由落体运动 3 轨迹是直线 自由落体运动是什么性质的运动呢 用打点计时器来研究自由落体运动 所以自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动 x2x1 x3x2 x4x3 x5x4 at2 打点计时器 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 自由落体运动的性质 初速度为零的匀变速直线运动 例1 下列各种运动中 属于自由落体运动的是 a 从竖直向上运行的气球上释放一个物体b 纸片由静止释放 在空气中下落c 小铁球在水中由静止下落d 小铁球在空气中由静止下落e 跳伞运动员在空中把伞打开后竖直向下的运动 d 1 下列说法错误的是 a 从静止开始下落的物体一定做自由落体运动b 若空气阻力不能忽略 则一定是重的物体下落得快c 自由落体加速度的方向总是垂直向下d 满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动 abcd 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 这个加速度叫做自由落体加速度 也叫重力加速度 通常用g表示 2 方向 竖直向下 大小 通过多种方法用实验测定 在地球上的不同地方g不同 但变化很小 在一般计算中g取9 8m s2 近似取10m s2 海拔1367m 不同地区重力加速度g值比较 对比可知 重力加速度g随着纬度的增加而增大 随着高度的增加而减小 vt gt h gt2 2 vt2 2gh 三 自由落体的运动规律 1 速度与时间关系式vt at 2 位移与时间关系式x at2 2 3 推论1 vt2 2as 推论2 位移与平均速度关系式 推论3 中间时刻速度 推论4 h gt2 连续相等时间内的位移之比h1 h2 h3 hn 1 3 5 2n 1 比如测一口井的深度 测楼房的高度等等 自由落体运动的应用 1 测高度 2 测反应时间 解析 由图所示 如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体 并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段 设时间间隔为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 例2 屋檐每隔一定时间滴下一滴水 当第5滴正欲滴下时 第1滴刚好落到地面 而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上 下沿 如图所示 问 1 此屋檐离地面多高 2 滴水的时间间隔是多少 解法一 用比例法求解 1 由于初速为零的匀加速直线运动从开始运动起 在连续相等的时间间隔内的位移比为1 3 5 7 2n 1 据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是x0 3x0 5x0 7x0 显然 窗高为5x0 即5x0 1m 得x0 0 2m 屋檐总高x x0 3x0 5x0 7x0 16x0 3 2m 2 由x gt2 2知 滴水时间间隔为 0 2s 解法二 用平均速度求解 1 设滴水间隔为t 则雨滴经过窗子过程中的平均速度为 由vt gt知 雨滴下落2 5t时的速度为vt 2 5gt 由于 故有1m t 2 5gt 解得t 0 2s 2 x g 4t 2 2 3 2m 2 2011年7月2日下午1点半 在杭州滨江区的一住宅小区 一个2岁女童突然从10楼坠落 在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子 设每层搂高度是3 2m 吴菊萍从她所在的地方冲到楼下所需要的时间1 4s 请你估计一下她要接住孩子 至多允许她有多长的反应时间 解析 已知楼高h 3 2m 9 28 8m 小孩下落所用时间可根据h at2 2求出 至多允许她的反应时间是2 4s1 4s 1 0s 答案 1 0s 1 重量不同的物体 如果其做自由落体运动 其下落的快慢是相同的 2 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 3 在同一地点 一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 4 自由落体运动的规律 1 在没有空气的环境下 一小石块与一片羽毛从同一高度同时自由落下 则以下说法正确的是 a 石块和羽毛一定同时落地b 羽毛下落的加速度比石块的加速度小c 石块比羽毛先落地d 羽毛落地的速度比石块落地的速度小 a 2 下列说法不正确的是 a g是标量 有大小无方向b 地面不同地方g不同 但相差不大c 在同一地点 一切物体的自由落体加速度一样d 在地面同一地方 高度越高 g越小 a 3 从电视塔顶自