课时十自由落体运动

1、返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25好成绩学校跨越高考跨越高考物理物理人教版人教版必修必修1 物物 理理返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25课时课时1010自由落体运动自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究课前导航课前导航雨滴、飘落的树叶、失手掉落的物体等，都是落体大雨滴、飘落的树叶、失手掉落的物体等，都是落体大家由经验知道，若树叶和砖头从相同的高度同时落下，砖头家由经验知道，若树叶和砖头从相同的高度同时落下，砖头会先到达地面，这类事件不免让人们认为重量越大的物体下会先到达地面

2、，这类事件不免让人们认为重量越大的物体下落越快落越快但是，科学之所以为科学，在于它并不满足于经验把但是，科学之所以为科学，在于它并不满足于经验把硬币和羽毛放在一根玻璃管的底部，并抽去管里的空气，然硬币和羽毛放在一根玻璃管的底部，并抽去管里的空气，然后把它倒竖起来，你会看到它们同时到达管的另一端，而后把它倒竖起来，你会看到它们同时到达管的另一端，而并并返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25非物体越重下落得越快美国阿波罗飞船登上几乎没有大气非物体越重下落得越快美国阿波罗飞船登上几乎没有大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时下的月球后，宇航

3、员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时下落的实验，无数观众从电视机屏幕上看到，它们并排下降，落的实验，无数观众从电视机屏幕上看到，它们并排下降，且同时落到月球表面且同时落到月球表面请你思考：请你思考：1物体只在重力作用下下落的快慢与其重力有关系吗？物体只在重力作用下下落的快慢与其重力有关系吗？2空气阻力对重的物体与轻的物体下落造成的影响有空气阻力对重的物体与轻的物体下落造成的影响有何不同？何不同？返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25基础梳理基础梳理返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25返回首页返回首页返回目

4、录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25知识精析知识精析一、探究自由落体运一、探究自由落体运动及其加速度动及其加速度1.理想模型：自由落体运动是一种理想化模型，只有当理想模型：自由落体运动是一种理想化模型，只有当自由下落物体所受空气阻力可以忽略时才可看做自由落体自由下落物体所受空气阻力可以忽略时才可看做自由落体2产生条件：产生条件：v00，ag.3相关图象相关图象(1)vt图象：因为图象：因为vgt，所以是一条过原点的倾斜直线；，所以是一条过原点的倾斜直线；斜率表示加速度，面积表示位移，如图斜率表示加速度，面积表示位移，如图101所示所示图图10101 1返回首页返回首页返

5、回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25(2)xt图象：因为图象：因为xgt2，所以是一条抛物线，斜率表，所以是一条抛物线，斜率表示该时刻的速度，如图示该时刻的速度，如图102所示所示图图10102 24加速度加速度(1)在同一地点，所有做自由落体运动的物体的加速度相在同一地点，所有做自由落体运动的物体的加速度相同，均为同，均为g.(2)任意时间内速度变化量任意时间内速度变化量vgt，方向竖直向下，方向竖直向下返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25 二、重力加速度的测量二、重力加速度的测量1用频闪照相研究自由落体运动用频闪照相

6、研究自由落体运动频闪照相机可间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相频闪照相机可间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体在各时刻的位置利用机可追踪记录做自由落体运动的物体在各时刻的位置利用照片，可以研究自由落体是否为匀变速运动照片，可以研究自由落体是否为匀变速运动(x是否为恒量是否为恒量)，可以测量重力加速度可以测量重力加速度(若若T已知，利用已知，利用xgT2求解求解)，可以测，可以测量物体在某一位置的瞬时速度量物体在某一位置的瞬时速度2应用电磁打点计时器或电火花计时器，研究自由落应用电磁打点计时器或电火花计时器，研究自由落体运动，通过对纸带的分析和计算，测得当地的重

7、力加速度体运动，通过对纸带的分析和计算，测得当地的重力加速度值，这是测定重力加速度的一种方法值，这是测定重力加速度的一种方法返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25三、探讨伽利略的科学方法三、探讨伽利略的科学方法1伽利略第一次把实验和逻辑推理伽利略第一次把实验和逻辑推理(包括数学推演包括数学推演)和谐和谐地结合了起来，打开了近代科学的大门，从前的学者只注重地结合了起来，打开了近代科学的大门，从前的学者只注重思辨不重视实验尊重事实，敢于质疑权威是创新的必备素思辨不重视实验尊重事实，敢于质疑权威是创新的必备素质伽利略把自己的科学方法付诸应用，成功地解决了自

8、由质伽利略把自己的科学方法付诸应用，成功地解决了自由落体运动的运动性质问题，其中有观察，有猜想，有实验，落体运动的运动性质问题，其中有观察，有猜想，有实验，有逻辑有逻辑(包括数学推演包括数学推演)他的研究方法为后人所采用，创造他的研究方法为后人所采用，创造了科学的奇迹了科学的奇迹返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-252伽利略的研究方法伽利略的研究方法从教材内容我们能感受到伽利略敢于向旧观念挑战的精从教材内容我们能感受到伽利略敢于向旧观念挑战的精神、高超的推理能力、运用数学工具的能力和利用实验不断神、高超的推理能力、运用数学工具的能力和利用实验不断探索

9、的精神探索的精神(1)伽利略运用伽利略运用“归谬法归谬法”否定了亚里士多德关于重的物否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断体下落快、轻的物体下落慢的论断(2)伽利略有克服困难的勇气当时只有伽利略有克服困难的勇气当时只有“快慢快慢”之分，之分，而他竟然在没有而他竟然在没有“速度速度”概念的条件下，想到速度的均匀增概念的条件下，想到速度的均匀增加，并建立速度的概念，再继续研究加速度加，并建立速度的概念，再继续研究加速度(3)伽利略提出自由落体运动是一种最简单的变速运动伽利略提出自由落体运动是一种最简单的变速运动匀变速运动的假说匀变速运动的假说(并考虑到是相对时间，还是相对位移并考

10、虑到是相对时间，还是相对位移均匀变化的问题均匀变化的问题)(4)(4)伽利略用间接验证的方法得出自由落体运动是匀变伽利略用间接验证的方法得出自由落体运动是匀变速运动速运动 返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合动符合xt2.理想斜面实验理想斜面实验a运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合xt2，是匀变速直线运动，是匀变速直线运动b不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动，的值不变，不同质量的小球沿同一倾角的斜面

11、运动，的值不变，说明它们运动的情况相同说明它们运动的情况相同c不断增大斜面倾角，得出的值随之增大，说明小球做不断增大斜面倾角，得出的值随之增大，说明小球做匀变速直线运动的加速度随倾角的增大而增大匀变速直线运动的加速度随倾角的增大而增大d伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90的情况的情况小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速直线运小球自由下落，认为小球仍会保持匀变速直线运动的性质动的性质返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25自由落体太快，当时用滴水计时无法解决，他想到利自由落体太快，当时用滴水计时无法解决，他

12、想到利用斜面上物体的运动来用斜面上物体的运动来“冲淡冲淡”重力重力伽利略对自由落体运动的研究，创造了研究自然规律的伽利略对自由落体运动的研究，创造了研究自然规律的科学方法科学方法抽象思维、数学推导和科学实验相结合这种抽象思维、数学推导和科学实验相结合这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然科学最基本的研方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人究方法，不但标志着物理学的真正开端，也有力地推进了人类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开3伽利略对自由落体运动的研究给我们的启示伽利略对自

13、由落体运动的研究给我们的启示(1)要善于观察，勤于思考，勇于发现问题和提出问题要善于观察，勤于思考，勇于发现问题和提出问题(2)要合理地进行猜想与假设要合理地进行猜想与假设(3)要科学地制定实验计划要科学地制定实验计划返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25方法指导方法指导一、自由落体运动规律的应用一、自由落体运动规律的应用例例1 1 从离地从离地500 m的空中由静止开始自由落下一个小球，的空中由静止开始自由落下一个小球，取取g10 m/s2，求：，求：(1)小球经过多少时间落到地面小球经过多少时间落到地面(2)从开始落下的时刻起，小球在第从开始落下

14、的时刻起，小球在第1 s内的位移和最后内的位移和最后1 s内的位移内的位移(3)小球落下一半时间的位移小球落下一半时间的位移解析解析 由由h500 m和运动时间，根据位移公式可直接算出和运动时间，根据位移公式可直接算出落地时间、第落地时间、第1 s内位移和落下一半时间的位移最后内位移和落下一半时间的位移最后1 s内的内的位移是下落总位移和前位移是下落总位移和前(n1) s下落位移之差下落位移之差返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25(3)落下一半时间即落下一半时间即t5

15、 s，其位移为：，其位移为：答案答案 (1)10 s(2)5 m95 m(3)125 m点评点评 匀变速直线运动规律公式较多，解题时要注意灵匀变速直线运动规律公式较多，解题时要注意灵活应用，如对某段时间内的位移，可用总时间内的位移与前活应用，如对某段时间内的位移，可用总时间内的位移与前段时间内位移的差表示段时间内位移的差表示返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25变式训练变式训练1一质点从一质点从h高处自由下落，经过最后高处自由下落，经过最后196 m所用的时间是所用的时间是4 s，若空气阻力不计，求物体下落的总时间，若空气阻力不计，求物体下落的总时间

16、t和下落的总高度和下落的总高度h.(取取g9.8 m/s2)答案答案 7 s240.1 m二、分阶段处理落体运动问题二、分阶段处理落体运动问题例例2 2 从从160 m高空静止的气球上自由落下一物体，此物体高空静止的气球上自由落下一物体，此物体下落下落2 s后张开降落伞匀速下落，问物体共经历多长时间落到后张开降落伞匀速下落，问物体共经历多长时间落到地面？地面？(取取g10 m/s2)解析解析 先求出自由落体运动阶段的末速度及下落的高度，先求出自由落体运动阶段的末速度及下落的高度，再根据匀速运动阶段的速度及下落高度求出运动时间，最后再根据匀速运动阶段的速度及下落高度求出运动时间，最后将两段时间加

17、起来即为总的运动时间将两段时间加起来即为总的运动时间返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25前前2 s内物体做自由落体运动，这段时间内的位移内物体做自由落体运动，这段时间内的位移x1和末和末速度速度v1分别为：分别为：v1gt110 m/s22 s20 m/s以后做匀速直线运动，由以后做匀速直线运动，由xvt知，所用时间为：知，所用时间为：所用总时间所用总时间tt1t22 s7 s9 s.答案答案 9 s返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25变式训练变式训练2从从160 m高空静止的气球上自由落下一物体，此物

18、体下高空静止的气球上自由落下一物体，此物体下落落2 s后张开降落伞匀减速下落，且到达地面时物体速度恰好后张开降落伞匀减速下落，且到达地面时物体速度恰好为零为零(1)求物体共经历多长时间落到地面求物体共经历多长时间落到地面(2)作出作出vt图象，并在图中指明已知量图象，并在图中指明已知量解析解析 返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25(1)前前2 s内物体仍做自由落体运动，以后物体做匀减速直内物体仍做自由落体运动，以后物体做匀减速直线运动，则线运动，则x2=v1t2，解得，解得t2=14 s总时间总时间t=t1+t2=16 s.(2)已知三角形的面积已

19、知三角形的面积x=160，三角形的高，三角形的高v=210 m/s=20 m/s，所以三角形的底边，所以三角形的底边t=16 s.答案答案 (1)16 s(2)见解析图见解析图返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25三、竖直上抛运动过程分析三、竖直上抛运动过程分析例例3 3 某人在高层楼房的阳台外侧以某人在高层楼房的阳台外侧以20 m/s的速度竖直上的速度竖直上抛一个石块，石块运动到离抛出点抛一个石块，石块运动到离抛出点15 m处时，所经历的时间处时，所经历的时间为多少？为多少？(不计空气阻力，取不计空气阻力，取g10 m/s2)解析解析 石块落地之前

20、在空中的运动石块落地之前在空中的运动(包括上升阶段和下落包括上升阶段和下落阶段阶段)是匀变速直线运动，分析时可以分阶段，也可以直接应是匀变速直线运动，分析时可以分阶段，也可以直接应用公式用公式返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25石块运动到离抛出点石块运动到离抛出点15 m处可能在抛出点上方，也可在处可能在抛出点上方，也可在抛出点下方，抛出后能上升的最大高度抛出点下方，抛出后能上升的最大高度H20 m15 m，如图所示，离抛出点如图所示，离抛出点15 m处的位置有三个，所经历的时间必处的位置有三个，所经历的时间必定有三个石块上升到最大高度所用的时间为

21、：定有三个石块上升到最大高度所用的时间为：t2 s.2 s前石块第一次通过前石块第一次通过“离抛出点离抛出点15 m处处”；2 s时石块到时石块到达最高点，速度为零，随后石块开始做自由落体运动，会第达最高点，速度为零，随后石块开始做自由落体运动，会第二次经过二次经过“离抛出点离抛出点15 m处处”；当石块落到抛出点下方时，；当石块落到抛出点下方时，会第三次经过会第三次经过“离抛出点离抛出点15 m处处”返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25返回首页返回首页返回目录返回目录课件制作：好成绩学校 制作时间：2009-8-25互动平台互动平台粗心同学和细心同学关于牛顿管实验的对话粗心同学和细心同学关于牛顿管实验的对话粗心：牛顿管抽成真空后，物体不受重力作用了，怎么粗心：牛顿管抽成真空后，物体不受重力作用了，怎么它还会做自由落体运动呢？它还会做自由落体运动呢？细心：牛顿管虽然抽成真空，但内部空间的物体在地球细心：牛顿管虽然抽成真空，但内部空间的物体在地球表面仍受到地球的吸引力，重力仍存在且保持不变，所以物表面仍受到地球的吸