第一章第7節(jié) 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

1、第二章 運(yùn)動(dòng)的描述七、對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究教學(xué)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2.知道什么是自由落體運(yùn)動(dòng)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.掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問題。4.初步了解探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1.自由落體運(yùn)動(dòng)的概念，性質(zhì)，規(guī)律;2.重力加速度;難點(diǎn)：1.自由落體運(yùn)動(dòng)公式的理解;2.自由落體運(yùn)動(dòng)公式的簡(jiǎn)單運(yùn)用;設(shè)計(jì)思想 本節(jié)課是必修一的重點(diǎn)，有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

2、一是自由落體運(yùn)動(dòng)的概念的探究與建立；二是通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。教學(xué)設(shè)計(jì)注重學(xué)生知識(shí)的形成過程和對(duì)知識(shí)的真正理解，采用實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生收集信息、處理信息、分析論證的能力，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的合作習(xí)慣。教學(xué)資源 自由落體運(yùn)動(dòng)多媒體課件教學(xué)設(shè)計(jì)【課堂引入】據(jù)新聞報(bào)道，登月第一人美國宇航員阿姆斯特朗在踏上月球時(shí)所說的：“這是個(gè)人邁出的一小步，但卻是人類邁出的一大步?！背闪藗魇烂裕瑸榱司拺阉?。我們看一個(gè)與他同一時(shí)期的登月者大衛(wèi)·斯科特在月球上做的實(shí)驗(yàn)：播放視頻，視頻展示的是斯科特雙手分持鐵錘和羽毛使其同時(shí)自由下落的情景。問題：同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？在現(xiàn)實(shí)生活中

3、 ，不同物體的落體運(yùn)動(dòng)，下落的快慢相同嗎？重的物體一定下落得快嗎？你們有沒有注意過這種運(yùn)動(dòng)？物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢？今天我們將一起來探究這種運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)?！菊n堂學(xué)習(xí)】學(xué)習(xí)活動(dòng)一：自由落體運(yùn)動(dòng)演示讓一張紙與小硬幣同時(shí)自由下落，可看到什么現(xiàn)象？（小硬幣先落地）把剛才的紙袋揉成團(tuán)，和小鋼球由靜止同時(shí)下落（幾乎同時(shí)落地）問題1：為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？（這是因?yàn)榭諝獾淖枇Φ挠绊憽０鸭埓喑蓤F(tuán)，所受空氣的阻力要比紙袋所受空氣的阻力小得多，所以與小鋼球幾乎同時(shí)落地。） 如果把不同的物體放在真空的環(huán)境下研究它們下落的快慢，情況又是怎樣的？演示 “錢毛管”實(shí)驗(yàn)（28頁圖1-7-1）問題2：為

4、什么兩種情況下羽毛和錢幣下落快慢不一樣？影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素是空氣阻力的作用，沒有空氣阻力時(shí)，只在重力作用下輕重不同的物體，下落快慢相同。問題3：什么是自由落體運(yùn)動(dòng)？物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體下落也可以近似的看作自由落體運(yùn)動(dòng)。學(xué)習(xí)活動(dòng)二：伽利略對(duì)落體對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本上這部分內(nèi)容，回答下列問題問題1：伽利略怎樣證明亞里斯多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的？亞里士多德根據(jù)平常觀察到的落體現(xiàn)象得出了結(jié)論：_的物體比_的物體下落得快，這一結(jié)論在其后兩千年的時(shí)間里，被人們奉為經(jīng)典。（1）伽利略利用邏輯推理的方法對(duì)亞里士多德的論斷進(jìn)行了推斷，得出了_

5、的結(jié)論，使亞里士多德的理論陷入了困境；（2）伽利略對(duì)落體現(xiàn)象提出了一種新的觀點(diǎn)：重物與輕物下落得_。問題2：伽利略提出了什么樣的假說？（1）運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的猜想與假設(shè)伽利略認(rèn)為，自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，他設(shè)想，最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是_的，由此，他提出了自由落體運(yùn)動(dòng)是_運(yùn)動(dòng)的假說。（2）速度均勻變化的猜想與假設(shè)對(duì)于速度的均勻變化，他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對(duì)_來說是均勻的，即經(jīng)過相等的_，速度的變化相等；另一種是速度的變化對(duì)_來說是均勻的，即經(jīng)過相等的_，速度的變化相等；問題3：伽利略怎樣證明假說的？問題4：伽利略如何推理的？得出了什么結(jié)論？（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：伽利略讓銅球在近似

6、光滑的斜面上滾下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了銅球通過的位移與所用時(shí)間的關(guān)系為_，同時(shí)說明了物體在光滑斜面上的運(yùn)動(dòng)是_運(yùn)動(dòng)；（2）將斜面傾角外推到90°，此時(shí)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，從而說明自由落體運(yùn)動(dòng)是_運(yùn)動(dòng)。問題5：自由落體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間關(guān)系怎么表示？g稱為自由落體加速度或重力加速度問題6：前面我們已經(jīng)接觸過勻速直線運(yùn)動(dòng)，變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)，大家猜想一下自由落體運(yùn)動(dòng)屬于哪一種運(yùn)動(dòng)呢？自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。問題7：伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)的方法和過程？ 發(fā)現(xiàn)問題對(duì)現(xiàn)象的觀察提出假設(shè)運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯手段得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論學(xué)習(xí)活動(dòng)三：自由落體加速度問題1：

7、自由落體加速度g大小是多少？對(duì)照課本第31頁圖1-7-7的頻閃照片算出自由落體加速度g大小？問題2：用什么方法呢？ 圖像法問題3：怎么理解重力加速度g呢？大?。和ǔＧ闆r下取9.8m/s2方向：豎直向下地球上不同地方，g的大小是不同的。（計(jì)算時(shí)一般取g=10 m/s2）問題4：課本第31頁表格中列出了一些地點(diǎn)的重力加速度，大家看看能從表中發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？越往北重力加速度月大，說重力加速度與地理緯度有關(guān)，緯度越高 ，重力加速度越大。學(xué)習(xí)活動(dòng)四：自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律問題：如何根據(jù)前面幾節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律？自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一個(gè)理想化的模型，但是在現(xiàn)實(shí)生活中有很多落體運(yùn)動(dòng)可以看

8、成是自由落體運(yùn)動(dòng)，研究自由落體運(yùn)動(dòng)有普遍的意義?！菊n堂小結(jié)】問題1：什么是自由落體運(yùn)動(dòng)？問題2：自由落體運(yùn)動(dòng)是什么樣的運(yùn)動(dòng)？問題3：自由落體加速度g大小、方向？問題4：自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)？問題5：自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律？【板書設(shè)計(jì)】7.對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究一、自由落體運(yùn)動(dòng)：1.定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。二、自由落體加速度（重力加速度g）大?。和ǔＧ闆r下取9.8m/s2方向：豎直向下地球上不同地方，g的大小是不同的。（計(jì)算時(shí)一般取g=10 m/s2）三、自由落體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算公式 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 自由落體運(yùn)動(dòng)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課堂反饋1、關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )A.物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)B.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D.當(dāng)空氣阻力的作用比較小,可以忽略不計(jì)時(shí),物體自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)2、伽利略用巧妙的推理推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn),從而提出了:“自由落體是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng),速度應(yīng)該是均勻變化的”的觀點(diǎn).這種方法在科學(xué)研究中叫( )A.數(shù)學(xué)推演 B.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 C.猜想與假設(shè) D.邏輯推理3、

10、一物體做自由落體運(yùn)動(dòng),那么在任意一秒內(nèi)( )A.物體的末速度一定比初速度大9.8 m/sB.物體的末速度一定等于初速度的9.8倍C.物體的位移一定等于前一秒內(nèi)位移的9.8倍D.物體的位移一定比前一秒內(nèi)的位移大9.8 m4、關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法正確的是( )A.物體不受任何作用力的運(yùn)動(dòng)B.物體在真空中的運(yùn)動(dòng)C.加速度為g的豎直下落運(yùn)動(dòng)D.初速度為零,加速度為g的豎直下落運(yùn)動(dòng)5、如圖所示圖象中能夠反映自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是( )6、物體從離地面45 m高處做自由落體運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2),則下列選項(xiàng)中正確的是( )A.物體運(yùn)動(dòng)3 s后落地B.物體落地時(shí)的速度大小為30 m/sC.物體在落地前最

11、后1 s內(nèi)的位移為25 mD.物體在整個(gè)下落過程中的平均速度為20 m/s7、科技館中有一個(gè)展品,如圖所示.在較暗處有一個(gè)不斷均勻滴水的水龍頭.在一種特殊的燈光照射下,可觀察到一個(gè)個(gè)下落的水滴.緩慢調(diào)節(jié)水滴下落的時(shí)間間隔到適當(dāng)情況,可看到一種奇特的現(xiàn)象,水滴似乎不再往下落,而是固定在圖中A、B、C、D四個(gè)位置不動(dòng).一般要出現(xiàn)這種現(xiàn)象,照明光源應(yīng)該滿足(g取10 m/s2)( )A.普通光源即可B.間歇發(fā)光,間歇時(shí)間為1.4 sC.間歇發(fā)光,間歇時(shí)間為0.14 sD.間歇發(fā)光,間歇時(shí)間為0.2 s8、滴水法測(cè)重力加速度的過程是這樣的:讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里,調(diào)整水龍頭,讓前一

12、滴水滴到盤子而聽到聲音時(shí),后一滴恰好離開水龍頭.從第1次聽到水擊盤聲時(shí)開始計(jì)時(shí),測(cè)出n次聽到水擊盤聲的總時(shí)間為t,用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為x,即可算出重力加速度.設(shè)人耳能區(qū)別兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為0.1 s,聲速為340 m/s,g取10 m/s2,則( )A.水龍頭距人耳的距離至少為34 mB.水龍頭距盤子的距離至少為0.05 mC.重力加速度的計(jì)算式為D.重力加速度的計(jì)算式為參考答案：1、BCD 2、C 3、AD 4、D 5、BCD 6、ABC 7、BC 8、B課后測(cè)評(píng)1、亞里士多德的命題“重的物體下落快，輕的物體下落慢”失誤的根源在于他（ ）A不注意觀察自然現(xiàn)象B對(duì)此沒有做深刻的

13、邏輯思辨C對(duì)此沒有進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)D對(duì)此沒有進(jìn)行歸納和總結(jié)2、伽利略用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證vt的最大困難是（ ）A不能很準(zhǔn)確地測(cè)定下落的距離B不能測(cè)出下落物體的瞬時(shí)速度C當(dāng)時(shí)沒有測(cè)量時(shí)間的儀器D當(dāng)時(shí)沒有記錄落體運(yùn)動(dòng)的數(shù)碼相機(jī)丁甲乙丙題3圖3、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖所示，可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過程，對(duì)這一過程的分析，下列說法正確的是（ ）A其中的甲圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論B其中的丁圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C運(yùn)用甲圖的實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯D運(yùn)用丁圖的實(shí)驗(yàn)，可“放大”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯4、在學(xué)習(xí)物理

14、知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)十分注意學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問題的思想和方法，從一定意義上說，后一點(diǎn)甚至更重要。偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對(duì)于后來的科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義。請(qǐng)你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程，判定下列哪個(gè)過程是伽俐略的探究過程（ ）A猜想問題數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論B問題猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推理合理外推得出結(jié)論C問題猜想數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合理外推得出結(jié)論D猜想問題實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)推理合理外推得出結(jié)論5、現(xiàn)有一根長2 m左右的細(xì)線、5個(gè)鐵墊圈和一個(gè)金屬盤.在線的下端系上第一個(gè)墊圈,隔12 cm再系一個(gè),以后墊圈之間的距離分別為36 cm、60 cm、84 cm,如圖所示.站在椅子上,向上提起線的上端,讓線自由垂下,且第一個(gè)墊圈緊靠放在地上的金屬盤.松手后開始計(jì)時(shí),若不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s2,則第2、3、4、5各墊圈( )A.落到盤上的聲音時(shí)間間隔越來越大B.落到盤上的聲音時(shí)間間隔相等C.依次落到盤上的速率比為D.依次落到盤上的時(shí)間比為6、從塔頂釋放一個(gè)小球A,1 s后從同一地點(diǎn)再釋放一個(gè)小球B,設(shè)兩球都做自由落體運(yùn)動(dòng),則落地前,A、B兩球之間的距離( )A.保持不變B.不斷增大C.不斷減小D.有時(shí)增大,有時(shí)減小7、2011年4月15日晚至16日凌晨,貴州安順市受冰雹襲擊,15.8萬人受災(zāi),財(cái)產(chǎn)損失愈8千萬元.假設(shè)冰雹下落看做自由落體運(yùn)動(dòng),