2023年度高一物理全區(qū)教研活動現(xiàn)場觀摩集體備課第5節(jié) 自由落體運動第6節(jié) 伽利略對自由落體運

第5頁2023-2023學年度高一物理全區(qū)教研活動現(xiàn)場觀摩集體備課第五節(jié)自由落體運動第六節(jié)伽利略對自由落體運動的研究【教學內容】勻變速直線運動的研究第五節(jié)自由落體運動第六節(jié)伽利略對自由落體運動的研究【教學目標與要求】1．認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是在理想條件下的運動，知道它是初速度為零的勻加速直線運動。2．能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關的運動軌跡并能自主進行分析。3．知道什么是自由落體運動的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度的大小不同。4．掌握如何從勻變速直線運動的規(guī)律推出自由落體運動規(guī)律。并能夠運用自由落體規(guī)律解決實際問題。5．知道伽利略對落體運動的猜測及驗證及其科學研究方法?！疽c解讀】1．自由落體運動定義：只在重力作用下從靜止開始下落的運動。條件：只受重力；初速度為零實例：在地面附近不很高處，從靜止下落的運動〔如下落小球的運動，從屋檐緩慢滴下的雨滴的運動等〕都可以看成自由落體運動。2．自由落體運動的性質自由落體運動實質是初速度為零的勻加速直線運動，故相鄰相等時間內的位移之比為自然奇數(shù)比，即x1：x2：x3：…：xn=1：3：5…：〔2n-1〕3．自由落體加速度測定：⑴利用電磁打點計時器或火花放電計時器，研究自由落體運動，通過對紙帶的分析計算，測得當?shù)氐闹亓铀俣戎怠＠脩覓熘匚锏募垘?，測出從靜止開始下落高度h的時間t，得加速度⑵用頻閃照相研究自由落體運動頻閃照相機可每隔相等的時間拍攝一次，利用頻閃照相機可追蹤記錄作自由落體運動的物體在各時刻的位置。利用照片，可以研究自由落體是否為勻變速運動〔是否為恒量〕；可以測量重力加速度〔假設T，利用求解〕；可以測量物體在某一位置的瞬時速度〔vt/2==〕。⑶水滴法測量重力加速度也是利用水滴的自由落體運動來測量的。特點：①自由落體加速度的方向始終豎直向下，大小與位置有關。②在同一地點，一切物體自由落體運動的加速度都相同。③在地面上從赤道向兩極移動，自由落體加速度的大小逐漸變大；在同一緯度處，離地面越高，自由落體加速度的大小越小。4．自由落體運動的規(guī)律：自由落體運動可以看成是勻變速直線運動在初速v0=0，加速度時的一個特例。因此其運動規(guī)律可由勻變速直線運動的一般公式來得出。⑴速度公式：t⑵位移公式：⑶速度和位移關系:5.豎直上拋運動⑴定義：物體以初速度v0=0豎直向上拋出，不計空氣阻力，拋出后物體只受重力作用的運動。⑵運動規(guī)律：將勻變速直線運動的規(guī)律方程變形即可：設初速度為正方向①速度公式：②位移公式：③速度位移公式：⑶v-t圖⑷豎直上拋運動的特征量：①上升時間：②上升最大高度：③落回拋出點速度：vt=-v0④對稱性：速率對稱〔豎直上拋運動的上升和下降過程中，經(jīng)過同一點的速率相同〕時間對稱〔豎直上拋運動的上升和下降過程中，經(jīng)過同一段所需的時間相同〕【典型例題】例1有兩個小球分別作自由落體運動，甲球比乙球先釋放，那么在它們掉落到地面之前，距離之差越來越大，速度之差越來越大距離之差越來越大，速度之差越來越小距離之差越來越大，速度之差不變距離之差越來越小，速度之差不變解法一：圖象法兩條圖線平行〔甲和乙的加速度均為重力加速度〕，因此速度之差不變，而v-t圖的面積是位移，隨著時間變化，面積之差越來越大，因此距離之差越來越大。解法二：轉換參考系假設以乙球作參考系，甲球的運動是向下勻速直線運動，那么速度之差不變，位移之差越來越大。例2一個小球從樓頂自由下落，過一個高1m的窗戶所用時間為0.1s，求樓頂?shù)酱_的距離多大？g=10m解：自由落體運動的實物圖很重要從A→B不是自由落體運動。只有從O點開始才是自由落體運動。因此我們可以用O→A，O→B來進行運算。設O→A距離為h，用時為t；利用公式可得：O→Ah=O→Bh+1=解得：t=0.95sh=4.5125m≈例3一條直桿AB長為15m，上端掛起，然后讓它自由下落，求直桿AB經(jīng)過離桿下端5m處O點所需的時間？g=10m解：直桿AB通過O點的時間等于直桿上端A到達O點的時間tA與下端B到達O點的時間tB之差解法一：直接用自由落體公式tA-tB=解法二：利用平均速度公式設B端到達0點處速度為v0，那么v0=A端到達0點處速度為vt，那么vt=那么直桿通過0點的平均速度為，直桿通過0點的時間為t=例4一礦井深h=125m，在井口每隔一定時間自由下落一小球。當?shù)?1個小球剛從井口開始下落時，第一個剛好到達井底，那么相鄰小球開始下落的時間間隔為多少？這是第3個小球和第5個小球相距多少？g=10m解：設相鄰小球開始下落的時間間隔為，那么第1個小球從開始下落到到達井底所用時間為10，由h=解得=0.5s第3個球下落時間為8=4s，下落的高度第5個球下落時間為6=3s，下落的高度故第3個小球和第5小球相距=h3-h5=35m例5以初速v0=40m/s豎直上拋取g=10g=10m/s2解法一