高中物理《22 自由落体运动的规律》学案

1、课 题2.2 自由落体运动的规律 （研究课型）学前预习目标提示学习目标1、理解重力加速度的概念，掌握自由落体运动模型，会用自由落体运动规律解决实际问题。2、通过自由落体位移公式的推导方式，了解微积分思想在物理学中的应用。3、通过小组合作探究学习，享受学习乐趣。重点提示本节课重点是自由落体运动规律的应用。难点突破通过小组重点讨论，推导自由落体位移公式。教法选用小组探究学习为主，教师讲解为辅学法推荐自主学习，小组探究；课堂交流，归纳总结。学生预习案（自主完成部分）课本知识预习自主学习探究【探究要点】1、物理经典模型之一：自由落体运动 （1）定义：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体

2、运动。（2）特点：初速度为零，加速度为重力加速度。（3）性质：初速为零的匀加速运动。（4）规律：速度公式： 位移公式：速度位移公式： 平均速度公式：2、重要概念：重力加速度（g） （1）大小特点：在同一位置，数值大小恒定，在地球不同位置，随纬度增加而增大，赤道最小，两极最大，在同一纬度。在地面上g值最大，离地面越高，g值越小。（2）方向特点：总是竖直向下，在地球不同位置均指向地心。（3）意义：重力加速度是由于地球重力作用而产生的，与质量大小无关，有大小有方向，是矢量。3、测量重力加速度大小的方法有哪些？简述测量原理。（1）频闪照相法 利用 s=gT2 得出g=s/ T2 （2）自由落体法 利用

3、 得出g=2h/t2 （3） 滴水测量法：g=2h/t2课堂探究案（小组学习完成）我的疑问课堂知识要点归纳重点归纳1、一个经典运动模型：自由落体运动。2、一个重要概念：重力加速度g，以及大小特点。3、一个实验：测定重力加速度大小。知识积累1、南北极的重力加速度值，赤道的重力加速度值。2、梅尔顿定理；3、刘徽割圆术；4、频闪照相法测重力加速度；5、月球表面重力加速度值课堂针对练习【基础测试】1判断下列说法正误，并说明理由A物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 （）理由B重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小（）理由C当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动（）

4、 理由 D轻重不同的两个石块从同一高度同时自由下落，在着地前的任一时刻，两者具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度。 （）理由E重力加速度大小由运动物体重力的大小决定。 （）理由F自由落体运动物体下落过程中，速度和加速度同时增大。 （）理由G自由落体运动物体开始下落时速度为零，加速度也为零。 （）理由2从离地500m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g=10ms2，求：经过多少时间落到地面； 落下一半时间的位移从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、最后1s内的位移；解：由题知，小球做自由落体运动，（1）由，知 ，代值得,t=10s 即为所求（2）由，知，代值得,h=125m 即为所求（

5、3）由，代值得，第1秒的位移为h=5m 即为所求 最后1秒的位移为10秒内位移与9秒内位移只差。即 ，代值得，h=95m 即为所求课堂针对练习【实际应用】3人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间，该时间越小说明人的反应越灵敏，反应时间可用自由落体运动来测试：请一同学用两个手指捏住直尺的顶端，你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺，测了直尺下落的高度为10 cm ，那么你的反应时间是多少？解：由题知，直尺做自由落体运动，由，知 ，代值得,t=0.14s 既为所求4一矿井深为125 m ，在井口每隔一定

6、时间自由下落一个小球。当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，求：（1）相邻两个小球开始下落的时间间隔；（2）这时第3个小球和第5个小球相隔的距离。（g=10 m/s2 ）解：由题知，小球做自由落体运动，设下落间隔时间为T，（1）由，知 ，又t=10T，代值得,T=0.5s 既为所求（2）由运动示意图（图略）分析由，可得，又t3=8T=4.0s 代值得,h3=80m ，又t5=6T=3.0s 代值得,h3=45m所以h=h3-h5=35m 既为所求 【拓展提高】5、一个小球从塔顶自由下落，最后1s内落下的距离是塔高的1625，求塔高。(取g=10ms2) 解：由题知，小球做自

7、由落体运动，设塔高为h，由运动示意图（图略）可知 又 代值联立方程解得t=2.5s，则 h=31.25m 即为所求。6一物体从某一高度自由下落，经过一高度为2m的窗户用时间0.4s，g取10 m/s2。则物体开始下落时的位置距窗户上沿的高度是多少？解：由题知，雨滴做自由落体运动，设雨滴下落到窗户上沿的高度为h，由运动示意图（图略）可知 又 代值联立方程解得 h=3.2m 即为所求。本节疑难反馈我的收获1、 经典运动模型：自由落体运动的四个公式：2、 应用自由落体运动公式解决的6类问题参考资料：伽利略生平伽利略(15641642)生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭。他在科学上的创造才能，在青年

8、时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置。后来，他的兴趣转向了数学和物理学，26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神，不久就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突，遭到对手们的排挤，不得不在1591年辞去比萨大学的职务，转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。在帕多瓦，伽利略开始研究天文学，成为哥白尼的日心说的热烈支持者。他制造了望远镜，观测到木星的四颗卫星，证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心。用望远镜进行观测，他发现了月面的凹凸不平以及乳带似的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的。他还制成了空气温度计，这是世界上最早的温度计。这些光辉的

9、成就，使他获得了巨大的声望。1610年，伽利略接受了图斯卡尼大公爵的邀请，回到他的故乡，担当了大公爵的宫廷数学家兼哲学家。伽利略这样做的目的是希望大公爵对他的科学研究给予资助但是不久，他就受到了教会的迫害。由于他勇敢地宣传哥白尼的学说，1616年，被传唤到罗马的宗教裁判所宗教裁判所谴责了哥白尼的学说，并责令伽利略保持沉默。1632年，伽利略发表两种世界观的对话一书，被教会认为违反了1616年的禁令伽利略被召到罗马囚禁了几个月，受到缺席审判，遭到苦刑和恐吓，并被迫当众跪地表示“公开放弃、诅咒和痛恨地动说的错误和异端”，最后被判处终身监禁，他的书也被列为禁书。1632年以后，伽利略专心致志于力学的

10、研究，并于1638年完成了两种新科学的对话。由于教会的禁令，这部书无法在意大利出版，只能在荷兰秘密刊行。这部著作是伽利略最伟大和最重要的著作。伽利略最先研究了惯性运动和落体运动的规律，为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路。他坚持“自然科学书籍要用数学来写”的观点，倡导实验和理论计算相结合，用实验检验理论的推导。这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义。1642年，伽利略在贫病交加中逝世，享年78岁。1983年，罗马教延正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。小组评价老师评价补充训练题1关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( B )A重的物体的g值大 B同一

11、地点,轻重物体的g值一样大Cg值在地球上任何地方都一样大 Dg值在赤道处大于在北极处2一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( C )A铁钉比棉花团重 B铁钉比棉花团密度大C棉花团的加速度比重力加速度小得多 D铁钉的重力加速度比棉花团的大3甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，由下列说法正确的是（C）A甲比乙先着地 B甲比乙的加速度大C甲、乙同时着地 D无法确定谁先着地第 4 题图Atv0Btv0Ctv0Dtv04一个做自由落体运动的物体，速度 v 随时间t 变化的图象如图所示，正确的是（ ）5为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下（不计

12、空气阻力），测出下列哪个物理量就可以算出楼房的高度（ ）A石块下落到地面的总时间B石块落地前的瞬时速度C石块落地前最后一秒的位移D石块通过最后一米位移的时间6关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）A自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B自由落体运动在开始连续的三个1 s 末的速度之比为1：3：5C自由落体运动在开始连续的三个2 s 内的路程之比为1：3：5D竖直方向的位移只要满足x1:x2:x3=1：4：9的运动就是自由落体4试求自由下落的物体自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是多少？5一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大?落到地面用了多长时间?他最后一秒内下落的高度是多少？ (取g=10m/s2)20m/s,2s，15m6.如图2-4-5所示,把一直杆AB自然下垂地悬挂