第一章第7节 对自由落体运动的研究

1、第二章 运动的描述七、对自由落体运动的研究教学目标1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。2.知道什么是自由落体运动的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。3.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。4.初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察、概括能力。重点难点重点：1.自由落体运动的概念，性质，规律;2.重力加速度;难点：1.自由落体运动公式的理解;2.自由落体运动公式的简单运用;设计思想 本节课是必修一的重点，有两个关键点：

2、一是自由落体运动的概念的探究与建立；二是通过实验探究自由落体运动的性质。教学设计注重学生知识的形成过程和对知识的真正理解，采用实验探究的学习方式，培养学生收集信息、处理信息、分析论证的能力，养成实事求是的科学态度和良好的合作习惯。教学资源 自由落体运动多媒体课件教学设计【课堂引入】据新闻报道，登月第一人美国宇航员阿姆斯特朗在踏上月球时所说的：“这是个人迈出的一小步，但却是人类迈出的一大步。”成了传世名言，为了缅怀他。我们看一个与他同一时期的登月者大卫·斯科特在月球上做的实验：播放视频，视频展示的是斯科特双手分持铁锤和羽毛使其同时自由下落的情景。问题：同学们看到了什么现象？在现实生活中

3、 ，不同物体的落体运动，下落的快慢相同吗？重的物体一定下落得快吗？你们有没有注意过这种运动？物体下落的过程有没有一定的规律可循呢？今天我们将一起来探究这种运动自由落体运动。【课堂学习】学习活动一：自由落体运动演示让一张纸与小硬币同时自由下落，可看到什么现象？（小硬币先落地）把刚才的纸袋揉成团，和小钢球由静止同时下落（几乎同时落地）问题1：为什么会出现这种现象呢？（这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团，所受空气的阻力要比纸袋所受空气的阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。） 如果把不同的物体放在真空的环境下研究它们下落的快慢，情况又是怎样的？演示 “钱毛管”实验（28页图1-7-1）问题2：为

4、什么两种情况下羽毛和钱币下落快慢不一样？影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体，下落快慢相同。问题3：什么是自由落体运动？物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体下落也可以近似的看作自由落体运动。学习活动二：伽利略对落体对落体运动的研究引导学生阅读课本上这部分内容，回答下列问题问题1：伽利略怎样证明亚里斯多德的观点是错误的？亚里士多德根据平常观察到的落体现象得出了结论：_的物体比_的物体下落得快，这一结论在其后两千年的时间里，被人们奉为经典。（1）伽利略利用逻辑推理的方法对亚里士多德的论断进行了推断，得出了_

5、的结论，使亚里士多德的理论陷入了困境；（2）伽利略对落体现象提出了一种新的观点：重物与轻物下落得_。问题2：伽利略提出了什么样的假说？（1）运动性质的猜想与假设伽利略认为，自由落体运动是一种最简单的变速运动，他设想，最简单的变速运动的速度应该是_的，由此，他提出了自由落体运动是_运动的假说。（2）速度均匀变化的猜想与假设对于速度的均匀变化，他考虑了两种可能：一种是速度的变化对_来说是均匀的，即经过相等的_，速度的变化相等；另一种是速度的变化对_来说是均匀的，即经过相等的_，速度的变化相等；问题3：伽利略怎样证明假说的？问题4：伽利略如何推理的？得出了什么结论？（1）实验验证：伽利略让铜球在近似

6、光滑的斜面上滚下进行实验，验证了铜球通过的位移与所用时间的关系为_，同时说明了物体在光滑斜面上的运动是_运动；（2）将斜面倾角外推到90°，此时物体做自由落体运动，从而说明自由落体运动是_运动。问题5：自由落体运动的速度时间关系怎么表示？g称为自由落体加速度或重力加速度问题6：前面我们已经接触过匀速直线运动，变速直线运动和匀变速直线运动，大家猜想一下自由落体运动属于哪一种运动呢？自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。问题7：伽利略研究落体运动的方法和过程？ 发现问题对现象的观察提出假设运用数学和逻辑手段得出结论实验验证合理外推得出结论学习活动三：自由落体加速度问题1：

7、自由落体加速度g大小是多少？对照课本第31页图1-7-7的频闪照片算出自由落体加速度g大小？问题2：用什么方法呢？ 图像法问题3：怎么理解重力加速度g呢？大小：通常情况下取9.8m/s2方向：竖直向下地球上不同地方，g的大小是不同的。（计算时一般取g=10 m/s2）问题4：课本第31页表格中列出了一些地点的重力加速度，大家看看能从表中发现什么规律？越往北重力加速度月大，说重力加速度与地理纬度有关，纬度越高 ，重力加速度越大。学习活动四：自由落体运动的规律问题：如何根据前面几节匀变速直线运动的规律得出自由落体运动的规律？自由落体运动实际上是一个理想化的模型，但是在现实生活中有很多落体运动可以看

8、成是自由落体运动，研究自由落体运动有普遍的意义。【课堂小结】问题1：什么是自由落体运动？问题2：自由落体运动是什么样的运动？问题3：自由落体加速度g大小、方向？问题4：自由落体运动的性质？问题5：自由落体运动的规律？【板书设计】7.对自由落体运动的研究一、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。 运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。二、自由落体加速度（重力加速度g）大小：通常情况下取9.8m/s2方向：竖直向下地球上不同地方，g的大小是不同的。（计算时一般取g=10 m/s2）三、自由落体运动的计算公式 匀变速直线运动 自由落体运动速度公式： v=v0+at v=gt

9、位移公式： x=v0t+(1/2)at2 x=(1/2)gt2 v2-v02=2ax v2=2gx课堂反馈1、关于自由落体运动,下列说法正确的是( )A.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动B.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动C.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D.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2、伽利略用巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点,从而提出了:“自由落体是一种最简单的变速运动,速度应该是均匀变化的”的观点.这种方法在科学研究中叫( )A.数学推演 B.实验验证 C.猜想与假设 D.逻辑推理3、

10、一物体做自由落体运动,那么在任意一秒内( )A.物体的末速度一定比初速度大9.8 m/sB.物体的末速度一定等于初速度的9.8倍C.物体的位移一定等于前一秒内位移的9.8倍D.物体的位移一定比前一秒内的位移大9.8 m4、关于自由落体运动的说法正确的是( )A.物体不受任何作用力的运动B.物体在真空中的运动C.加速度为g的竖直下落运动D.初速度为零,加速度为g的竖直下落运动5、如图所示图象中能够反映自由落体运动规律的是( )6、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/sC.物体在落地前最

11、后1 s内的位移为25 mD.物体在整个下落过程中的平均速度为20 m/s7、科技馆中有一个展品,如图所示.在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头.在一种特殊的灯光照射下,可观察到一个个下落的水滴.缓慢调节水滴下落的时间间隔到适当情况,可看到一种奇特的现象,水滴似乎不再往下落,而是固定在图中A、B、C、D四个位置不动.一般要出现这种现象,照明光源应该满足(g取10 m/s2)( )A.普通光源即可B.间歇发光,间歇时间为1.4 sC.间歇发光,间歇时间为0.14 sD.间歇发光,间歇时间为0.2 s8、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

12、滴水滴到盘子而听到声音时,后一滴恰好离开水龙头.从第1次听到水击盘声时开始计时,测出n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为x,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,声速为340 m/s,g取10 m/s2,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0.05 mC.重力加速度的计算式为D.重力加速度的计算式为参考答案：1、BCD 2、C 3、AD 4、D 5、BCD 6、ABC 7、BC 8、B课后测评1、亚里士多德的命题“重的物体下落快，轻的物体下落慢”失误的根源在于他（ ）A不注意观察自然现象B对此没有做深刻的

13、逻辑思辨C对此没有进行科学实验D对此没有进行归纳和总结2、伽利略用实验验证vt的最大困难是（ ）A不能很准确地测定下落的距离B不能测出下落物体的瞬时速度C当时没有测量时间的仪器D当时没有记录落体运动的数码相机丁甲乙丙题3图3、伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，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（ ）A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4、在学习物理

14、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，判定下列哪个过程是伽俐略的探究过程（ ）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5、现有一根长2 m左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘.在线的下端系上第一个垫圈,隔12 cm再系一个,以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm,如图所示.站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘.松手后开始计时,若不计空气阻力,取g=10 m/s2,则第2、3、4、5各垫圈( )A.落到盘上的声音时间间隔越来越大B.落到盘上的声音时间间隔相等C.依次落到盘上的速率比为D.依次落到盘上的时间比为6、从塔顶释放一个小球A,1 s后从同一地点再释放一个小球B,设两球都做自由落体运动,则落地前,A、B两球之间的距离( )A.保持不变B.不断增大C.不断减小D.有时增大,有时减小7、2011年4月15日晚至16日凌晨,贵州安顺市受冰雹袭击,15.8万人受灾,财产损失愈8千万元.假设冰雹下落看做自由落体运动,