高中物理 第二章 第5節(jié) 自由落體運動課件 新人版必修1

1、5自由落體運動伽利略對自由落體運動的研究第二章勻變速直線運動的研究學習目標知識探究典例精析達標檢測1.知道物體做自由落體運動的條件，知道自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.2.會探究自由落體運動規(guī)律和測定自由落體運動的加速度.3.能夠運用自由落體運動的規(guī)律和特點解決有關問題.一、自由落體運動如圖1所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得快，在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛下落快慢相同.(1)只受重力作用時，物體下落快慢有什么規(guī)律.(2)空氣中的落體運動在什么條件下可看作自由落體運動？知識探究導學探究導學探究圖1答案答案(1)物體下落快慢相同(2)當空氣的阻力作用可以忽略時答案自由落

2、體運動的條件及實質(1)條件： ；初速度v00.(2)實質：自由落體運動是初速度為、加速度為g的 直線運動，它只是勻變速直線運動的特例.知識梳理知識梳理答案只受重力零勻加速(多選)小鵬搖動蘋果樹，一個蘋果和一片樹葉從同一高度同時從靜止下落，發(fā)現(xiàn)蘋果先落地，下列說法正確的是()a.蘋果和樹葉都是自由落體運動b.蘋果和樹葉的運動都不能看成自由落體運動c.蘋果的運動可以看成是自由落體運動，樹葉的運動則不能看成是自由 落體運動d.假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉會同時落地即學即用即學即用解析答案如何根據(jù)打上點的紙帶求出重物的重力加速度？答案答案可用下列兩種方法求出重力加速度：(2)由xat2計算加速度

3、.答案自由落體加速度(1)在同一地點，重力加速度 .(2)地球上緯度不同的地點重力加速度不同，其大小隨緯度的增加而 ，赤道上 ，兩極處 .(3)一般計算中，常取g 或g .知識梳理知識梳理都相同增大最小最大9.8 m/s210 m/s2答案(多選)關于自由落體運動和自由落體加速度，下列說法正確的是()a.重力加速度g是標量，只有大小，沒有方向，通常g取9.8 m/s2b.在地面上的不同地點，g的大小不同，但相差不是很大c.地球上的同一地方，一切物體做自由落體運動的加速度都相同d.自由落體運動的初速度為零即學即用即學即用解析答案解析解析重力加速度g是矢量，方向豎直向下，在一般計算中g取9.8 m

4、/s2，a錯誤；在地面上的不同地點重力加速度一般不同，但相差不大，b正確；在地球表面同一地點，重力加速度相同，c正確；初速度為零是自由落體運動的一個條件，d正確.答案答案bcd三、伽利略對自由落體運動的研究伽利略研究自由落體運動時采用了什么科學方法？導學探究導學探究答案答案采用了研究自然規(guī)律的常用方法：抽象思維、數(shù)學推理和科學實驗相結合.答案對自由落體運動的研究過程(1)亞里士多德的觀點：物體下落的快慢是由它們的 決定的.(2)伽利略的研究歸謬：伽利略從亞里士多德的論斷出發(fā)，通過邏輯推理，否定了他的論斷.猜想：自由落體運動是一種最簡單的變速運動，它的速度應該是均勻變化的.知識梳理知識梳理重量答

5、案數(shù)學推理：伽利略通過數(shù)學推理得出對于初速度為0的勻變速直線運動應有xt2.伽利略采用了 的方法，讓小球從斜面上的不同位置滾下，測出小球從不同起點滾動的位移x和所用時間t.結果表明：小球沿斜面滾下的運動的確是勻加速直線運動，只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是相同的.增大斜面的傾角，小球的加速度隨斜面傾角的增大而 .合理外推：伽利略將斜面傾角外推到90時的情況，小球的運動就成為 ，伽利略認為小球仍會做勻變速直線運動.間接驗證自由落體運動增大答案(多選)圖3大致地表示了伽利略探究自由落體運動的實驗和思維過程，對于此過程的分析，以下說法正確的是()a.其中的甲圖是實驗現(xiàn)象，丁圖是經過合理的外推得出

6、的結論b.其中的丁圖是實驗現(xiàn)象，甲圖是經過合理的外推得出的結論c.運用甲圖的實驗，可“沖淡”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯d.運用丁圖的實驗，可“放大”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯即學即用即學即用圖3ac返回答案例例1從離地面500 m的空中自由落下一個小球，取g10 m/s2，求小球：(1)落到地面所用的時間；一、自由落體運動規(guī)律的應用典例精析解析答案解析解析由x500 m和自由落體加速度，根據(jù)位移公式可直接算出落地所用時間，根據(jù)運動時間，可算出第1 s內的位移.最后1 s內的位移是下落總位移和前(n1) s下落位移之差.答案答案10 s總結提升(2)自開始下落計時，在第1 s內的位移、最后1

7、 s內的位移.解析解析第1 s內的位移：因為從開始運動起前9 s內的位移為所以最后1 s內的位移為xxx9500 m405 m95 m.答案答案5 m95 m解析答案總結提升1.自由落體運動的公式：只要將勻變速直線運動公式中v0換成0，a換成g，x換成h，勻變速直線運動公式就變?yōu)樽杂陕潴w運動公式.2.關于自由落體運動的幾個比例關系式：(1)第t末、第2t末、第3t末、第nt末速度之比v1v2v3vn123n；(2)前t內、前2t內、前3t內、前nt內的位移之比h1h2h3hn149n2；總結提升總結提升( 3 ) 第 t 內 、 第 2 t 內 、 第 3 t 內 、 、 第 n t 內 的

8、位 移 之 比hhhhn135(2n1)；例例2現(xiàn)給定以下器材：a.頻閃照相機b.秒表c.打點計時器d.交流電源46 ve.導線若干f.紙帶g.復寫紙h.鐵架臺i.游標卡尺j.重物k.刻度尺l.直徑為1 cm的鋼球m.1 m長細線n.照相底片設計一個測當?shù)刂亓铀俣萭的實驗方案.(1)從給定器材中選 (填器材前面的字母)作為實驗器材；(2)需要測量的物理量是 ；(3)用你測量出的物理量寫出重力加速度g的表達式： .二、重力加速度的三種測量方法方法歸納解析答案返回解析解析讓物體做自由落體運動，記錄下它在不同時刻的位置，測出各段位移，利用xgt2即可求得g.方案一：讓連上紙帶的重物自由下落，利用打

9、點計時器打下一系列的點，測出相鄰相等時間段(t0)的位移差x，則g .方案二：讓鋼球做自由落體運動，利用頻閃照相機記錄下鋼球在幾個閃光時刻的位置，測出相鄰兩像間的距離差x，已知閃光周期t0，物像比k，利用g 即可求得g的值.方法歸納解析答案方法歸納方法歸納1.打點計時器法(1)按如圖4所示連接好實驗裝置，讓重錘做自由落體運動，與重錘相連的紙帶上便會被打點計時器打出一系列點跡.(2)對紙帶上計數(shù)點間的距離h進行測量，利用hnhn1gt2求出重力加速度g的大小.圖4方法歸納方法歸納2.頻閃照相法圖5(1)頻閃照相機可以間隔相等的時間拍攝一次，利用頻閃照相機的這一特點可追蹤記錄做自由落體運動的物體在

10、各個時刻的位置.(如圖5所示)方法歸納方法歸納3.滴水法(1)讓水滴一滴滴落到正下方的盤子里，調節(jié)閥門，直到清晰聽到每一滴水滴撞擊盤子的聲音.返回1.關于伽利略對自由落體運動的研究，下列說法正確的是()a.伽利略認為在同一地點，重的物體和輕的物體下落快慢不同b.伽利略猜想運動速度與下落時間成正比，并直接用實驗進行了驗證c.伽利略通過數(shù)學推演并用小球在斜面上運動驗證了位移與時間的平方 成正比d.伽利略用小球在斜面上運動驗證了運動速度與位移成正比達標檢測1234答案c2.關于自由落體運動，下列說法正確的是()a.自由落體運動是一種勻速直線運動b.物體剛下落時，速度和加速度都為零c.物體的質量越大，

11、下落時加速度就越大d.當?shù)刂亓铀俣葹?.8 m/s2，則物體在該處自由下落的過程中，每秒速 度都增加9.8 m/s1234解析答案解析解析自由落體運動是一種初速度為零的勻加速直線運動，故a錯誤.物體剛下落時，初速度為零，加速度為重力加速度g，故b錯誤.自由落體運動是忽略空氣阻力的運動，無論質量大小，下落時加速度都是g，故c錯誤.加速度等于單位時間內速度的變化量，當?shù)刂亓铀俣葹?.8 m/s2，則物體在該處自由下落的過程中，每秒速度都增加9.8 m/s2，故d正確.答案答案d12341234解析答案1234答案答案c4. 登上月球的宇航員利用頻閃儀(頻率為每秒20次)給自由下落的小球拍照，所拍的閃光照片如圖6所示(圖上所標數(shù)據(jù)為小球到達