2.4自由落體運動+課件【知識精講精研】高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

2.4自由落體運動授課教師：徐桂媚授課班級：2205班學(xué)習(xí)目標2023/12/321.物理觀念：建立自由落體運動概念，知道物體做自由落體運動的條件及規(guī)律；2.科學(xué)思維：掌握伽利略的科學(xué)思維方法；3.科學(xué)探究：探究自由落體運動性質(zhì)與加速度；4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認識伽利略對物體運動的研究在科學(xué)發(fā)展和人類進步的重大意義，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和批判性思維能力。學(xué)習(xí)活動一

探究什么叫自由落體運動？2023/12/33討論1：落體運動的方向如何？討論2：軌跡是直線還是曲線？討論3：受力有哪些？2023/12/34觀察：生活中的落體現(xiàn)象亞里士多德觀點：重的物體下落得快。你同意他的觀點嗎？為什么？2023/12/35提出猜想：物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)分組實驗驗證：1張卡片，1張揉成團的卡片下落控制變量現(xiàn)象結(jié)論

質(zhì)量相同的物體從同一高度由靜止下落下落快慢不同

質(zhì)量不同的物體從同一高度由靜止下落下落快慢相同物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)分組實驗驗證：1張揉成團卡片，5張揉成團卡片下落2023/12/36邏輯推理：物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)捆綁整體平均速度比8小自相矛盾2023/12/37提出問題：生活中的落體運動有快有慢，為什么？實驗探究：牛頓管實驗影響落體運動快慢因素現(xiàn)象結(jié)論

有空氣，羽毛和鐵片從同一高度由靜止下落

真空中，羽毛和鐵片從同一高度由靜止下落下落快慢不同下落快慢幾乎相同空氣阻力影響物體下落快慢2023/12/38思考：在空氣中兩個質(zhì)量不同的物體下落快慢真的不同嗎？實驗探究：大小不同的鋼球由靜止從同一高度下落空氣阻力遠小于重力時，空氣阻力可以忽略所有物體下落快慢相同2023/12/39一、自由落體運動1.概念：物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動2.自由落體運動是理想化物理過程模型3.特點4.條件運動角度：初速度為零理想條件：只受重力且初速度為零受力角度：只受重力近似條件：阻力遠小于重力且初速度為零學(xué)習(xí)活動二

探究自由落體運動滿足什么規(guī)律？2023/12/310伽利略觀點：落體運動一定是最簡單的變速運動2023/12/311提出猜想：自由落體運動速度隨時間均勻變化鐘擺的發(fā)明時間：1657年伽利略研究落體運動的時間：1604年伽利略當時是如何測量時間呢？

滴水計時新挑戰(zhàn)：落體運動非?？?，當時的計時工具不能滿足實驗需要查閱資料發(fā)現(xiàn)2023/12/312實驗驗證：斜面實驗“沖淡”重力解決時間難測量問題；新挑戰(zhàn)：速度如何測量？速度是伽利略定義的，當時無法測量伽利略在做銅球沿斜面運動的實驗（油畫）創(chuàng)新思維2023/12/313實驗驗證：斜面實驗“沖淡”重力思考：除了速度大小可以表示運動快慢還有什么物理量隨時間變化可以表示運動快慢伽利略在做銅球沿斜面運動的實驗（油畫）創(chuàng)新思維伽利略做銅球沿斜面運動實驗記錄數(shù)據(jù)的手稿相同位移比時間相同時間比位移2023/12/315新挑戰(zhàn)如何從小球在斜面上的運動推廣到自由落體運動2023/12/316科學(xué)推理：斜面實驗“沖淡”重力大膽地合理外推伽利略設(shè)想：斜面的傾角越接近90°，小球沿斜面滾下的運動越接近自由落體運動。2023/12/317定性分析，得出結(jié)論如果完全排除空氣的阻力，那么所有物體將下落得一樣快運動快慢隨時間均勻變化5.自由落體運動性質(zhì)：是初速度為零的勻加速直線運動2023/12/3182023/12/319探究問題：自由落體運動加速度方向和大小如何方向：豎直向下實驗探究：自由落體加速度大小2.實驗器材：打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺、幾個質(zhì)量不同的重物、夾子、交流電源、毫米刻度尺.1.實驗原理：重物拖著紙帶豎直下落時，如果阻力比重物的重力小得多，可近似認為重物僅在重力作用下運動。2023/12/320探究問題：自由落體運動加速度方向和大小如何3.實驗步驟：（1）將計時器豎直固定在鐵架臺上（2）豎直提起紙帶，使重物靠近計時器下端（3）先打開打點計時器，再松開紙帶（4）關(guān)閉電源，取下紙帶（5）更換重物，重復(fù)幾次上面的實驗，選取一條點跡清晰的紙帶處理2023/12/321探究問題：自由落體運動加速度方向和大小如何4.數(shù)據(jù)處理：（1）用刻度尺測量打點計時器打出的紙帶上的點之間的距離.（2）用各計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度用平均速度來代替，即，作v-t圖像，圖像為一條傾斜的直線。

(3)根據(jù)v-t圖像的斜率求加速度，或根據(jù)Δx=xn－xn-1＝aT2，求得Δx近似一個常量。公式法圖像法2023/12/322公式法2023/12/323計數(shù)點12345速度v/m/s到0點時間t/s圖像法2023/12/324計數(shù)點12345加速度時間t0.060.120.180.240.30重錘v/m/s1.702.052.753.353.90芒果v/m/s1.502.082.653.253.80石頭v/m/s1.802.232.803.353.80小組代表分享實驗結(jié)果2023/12/325重錘芒果石頭g=9.58m/s22023/12/326定量分析，得出結(jié)論6.自由落體運動加速度大?。翰殚啽砀瘾@取信息緯度越大，g越大；2023/12/327頻閃照片手機慢動作拍攝2023/12/328定量分析，得出結(jié)論7.自由落體運動規(guī)律：2023/12/329規(guī)律應(yīng)用：如果誰能接住身份證，就能獲得一份免費的晚餐時空轉(zhuǎn)換相信科學(xué)識破騙局人的最短反應(yīng)時間是多少？2023/12/330課堂小結(jié)1觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題2提出猜想3邏輯推理(數(shù)學(xué)演算)4實驗驗證5合理外推6得出結(jié)論創(chuàng)新意識+科學(xué)方法邏輯推理+實驗探究自由落體運動是勻變速直線運動2023/12/331課后作