高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述17對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第一章第7節(jié)了解教材新知把握熱點(diǎn)考向知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二考向一考向二

考向三應(yīng)用創(chuàng)新演練隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練1/442/443/441．自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)特殊勻變速

直線運(yùn)動(dòng)，是物體只在重力作用下，

由靜止開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)。2．重力加速度g方向豎直向下，普通

情況下g取9.8m/s2，估算時(shí)g可取10

m/s2。4/445/446/44自由落體運(yùn)動(dòng)探究[自學(xué)教材]1．自由落體運(yùn)動(dòng)

(1)定義：只在重力作用下，物體由

開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)。

(2)特點(diǎn)：①初速度為零：v0＝0。②只受

作用。靜止重力7/44

2．伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律探究

(1)亞里士多德觀點(diǎn)：物體越重下落得

。

(2)伽利略探究過(guò)程：①發(fā)覺(jué)問(wèn)題：伽利略依據(jù)亞里士多德觀點(diǎn)得出了相互矛盾結(jié)論，說(shuō)明亞里士多德觀點(diǎn)是錯(cuò)誤。②提出假說(shuō)：物體下落過(guò)程是一個(gè)速度逐步增大過(guò)程，與其時(shí)間成正比，下落距離與時(shí)間平方成正比。越快8/44(3)間接驗(yàn)證——著名斜槽試驗(yàn)：伽利略讓一個(gè)小球從阻力很小斜槽滾下，得出了運(yùn)動(dòng)距離與時(shí)間平方成正比結(jié)論。

(4)合理外推并得出結(jié)論：在斜面試驗(yàn)基礎(chǔ)上，增大斜面傾角直到90°，小球運(yùn)動(dòng)仍將滿足距離與時(shí)間平方成正比關(guān)系。從而得出“自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度恒定勻加速直線運(yùn)動(dòng)”結(jié)論。9/44[重點(diǎn)詮釋]1．自由落體運(yùn)動(dòng)了解

(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)理想化運(yùn)動(dòng)模型。它忽略了空氣阻力對(duì)下落物體影響，嚴(yán)格來(lái)講只有在真空中才能發(fā)生自由落體運(yùn)動(dòng)。在有空氣空間里，假如物體所受空氣阻力遠(yuǎn)小于物體重力，空氣阻力能夠忽略不計(jì)時(shí)，物體自由下落運(yùn)動(dòng)能夠近似地看做自由落體運(yùn)動(dòng)。

(2)自由落體運(yùn)動(dòng)要具備兩個(gè)條件：第一，初速度為零；第二，除重力之外不受其它力作用。10/442．對(duì)伽利略科學(xué)研究方法認(rèn)識(shí)

(1)伽利略研究自然規(guī)律科學(xué)方法：把試驗(yàn)和邏輯推理(包含數(shù)學(xué)推演)友好地結(jié)合起來(lái)。他給出了科學(xué)研究過(guò)程基本要素：對(duì)現(xiàn)象普通觀察→提出假設(shè)→利用邏輯得出推論→經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)→對(duì)假說(shuō)進(jìn)行修正和推廣11/44(2)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)研究，開(kāi)創(chuàng)了研究自然規(guī)律科學(xué)方法——抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)試驗(yàn)相結(jié)合，這種方法到現(xiàn)在依然是物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)最基本研究方法，它不但標(biāo)志著物理學(xué)真正開(kāi)端，也有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展，近代科學(xué)研究大門從此打開(kāi)。12/441．在學(xué)習(xí)物理知識(shí)同時(shí)，還應(yīng)該十分注意學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問(wèn)題思想和方法，從一定意義上說(shuō)，后一點(diǎn)甚至更主要。偉大物理學(xué)家伽利略研究方法對(duì)于以后科學(xué)研究含有重大啟蒙作用，至今依然含有主要意義。請(qǐng)你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律過(guò)程，判定以下哪個(gè)過(guò)程是伽利略探究過(guò)程(

)13/44A．猜測(cè)—問(wèn)題—數(shù)學(xué)推理—試驗(yàn)驗(yàn)證—合理外推—得出結(jié)論B．問(wèn)題—猜測(cè)—試驗(yàn)驗(yàn)證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論C．問(wèn)題—猜測(cè)—數(shù)學(xué)推理—試驗(yàn)驗(yàn)證—合理外推—得出結(jié)論D．猜測(cè)—問(wèn)題—試驗(yàn)驗(yàn)證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論14/44解析：伽利略探究物體下落規(guī)律過(guò)程是：先對(duì)亞里士多德對(duì)落體運(yùn)動(dòng)觀察得出結(jié)論提出質(zhì)疑——大小石塊捆在一起下落得出矛盾結(jié)論；猜測(cè)——下落運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，速度與時(shí)間成正比；數(shù)學(xué)推理——假如v∝t，則有h∝t2；試驗(yàn)驗(yàn)證——設(shè)計(jì)出斜面試驗(yàn)并進(jìn)行研究，得出光滑斜面上滑下物體規(guī)律h∝t2；合理外推——將光滑斜面上滑下物體規(guī)律h∝t2推廣到落體運(yùn)動(dòng)。從探究過(guò)程看，答案應(yīng)是C。答案：C15/44自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律16/44[自學(xué)教材]1．運(yùn)動(dòng)性質(zhì)初速度為零

直線運(yùn)動(dòng)。

2．加速度(重力加速度)用g表示，g＝9.8m/s2，方向：

。

3．運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)在v0＝0、a＝g時(shí)一個(gè)特例。

(1)速度公式：v＝

。

(2)位移公式：h＝

。勻加速豎直向下gtgt217/44[重點(diǎn)詮釋]1．對(duì)自由落體加速度g了解

(1)自由落體加速度也叫重力加速度，不一樣物體在同一個(gè)地方做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力加速度都相同。地球上不一樣位置重力加速度普通是不一樣。

(2)重力加速度隨地理位置改變而改變，它隨緯度增大而增大，隨高度增加而減小。但普通計(jì)算中，我們認(rèn)為重力加速度g是不變，取9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)也可取為10m/s2。18/44(3)重力加速度g方向總是豎直向下。

(4)重力加速度g和初中學(xué)重力G＝mg中g(shù)其實(shí)是同一個(gè)物理量。重力加速度g單位是m/s2，而初中學(xué)習(xí)g單位是N/kg。它們是相同，只是表現(xiàn)形式不一樣。19/442．對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律認(rèn)識(shí)(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)比：20/4421/442．關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法中不正確是(

)A．它是豎直向下、v0＝0、a＝g勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．在開(kāi)始連續(xù)三個(gè)1s內(nèi)經(jīng)過(guò)位移之比是1∶3∶5C．在開(kāi)始連續(xù)三個(gè)1s末速度大小之比是1∶2∶3D．從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起至下落4.9m、9.8m、14.7m所經(jīng)歷時(shí)間之比為1∶2∶3答案：D22/4423/44對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)

[例1]

關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確是(

)A．物體豎直向下運(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豎直向下勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C．物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)

D．當(dāng)空氣阻力作用比較小、能夠忽略不計(jì)時(shí)，物體自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)24/44[思緒點(diǎn)撥]

物體做自由落體運(yùn)動(dòng)條件有兩個(gè)：只受重力作用，初速度v0＝0。25/44[解析]

物體向下運(yùn)動(dòng)能夠是加速、減速，也能夠是勻速，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)，自由落體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)初速度為零、加速度為g勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B、C正確；假如空氣阻力作用比較小，能夠忽略不計(jì)，物體下落也能夠看做自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。

[答案]

BCD26/44[借題發(fā)揮]解答這類問(wèn)題時(shí)，應(yīng)充分了解自由落體運(yùn)動(dòng)定義、特征、性質(zhì)和重力加速度特點(diǎn)，緊緊抓住概念本質(zhì)，排除日常生活經(jīng)驗(yàn)干擾。27/441．以下關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)說(shuō)法中正確是(

)A．豎直下落運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)B．從豎直上升氣球上掉下物體運(yùn)動(dòng)是自由落

體運(yùn)動(dòng)C．高空雨滴下落運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D．屋檐滴下水滴下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)28/44解析：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)條件是只受重力，初速度為零，故A錯(cuò)誤。上升氣球上掉下物體離開(kāi)氣球時(shí)含有向上初速度，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤。雨滴下落過(guò)程中所受空氣阻力與速度大小成正比，從高空下落雨滴速度增大，阻力也增大，最終與重力幾乎相等，而屋檐滴下水滴因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)時(shí)間短，速度較小，所受空氣阻力可忽略不計(jì)，故C錯(cuò)誤，D正確。答案：D29/44自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用[例2]離地500m空中自由落下一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，求：(1)小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面；(2)落下二分之一位移時(shí)間；(3)小球落地前最終1s內(nèi)位移。30/44[審題指導(dǎo)]

解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)小球運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(2)最終1s內(nèi)位移表示方法。31/4432/4433/44[借題發(fā)揮]物體在某段時(shí)間內(nèi)位移可用物體運(yùn)動(dòng)總位移與這段時(shí)間之前物體運(yùn)動(dòng)位移之差求解。34/44試求上例中物體在下落全過(guò)程中，前二分之一時(shí)間內(nèi)位移與后二分之一時(shí)間內(nèi)位移大小。答案：125m

375m35/44自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律靈活應(yīng)用

[例3]每隔一定時(shí)間就有一滴水從屋檐滴下，當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí)，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1m窗戶上下沿，如圖1－7－1所表示。(取g＝10m/s2)試求：

(1)滴水時(shí)間間隔是多少？

(2)此屋檐離地面多高？圖1－7－136/44[審題指導(dǎo)]解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)第1滴水下落總時(shí)間與時(shí)間間隔關(guān)系。(2)相鄰各滴水之間位移關(guān)系。37/4438/4439/4440/44[答案]

(1)0.2s

(2)3.2m41/44[借題發(fā)揮]在處理這個(gè)問(wèn)題過(guò)程中我們用到了等效思想，即將這5滴水運(yùn)動(dòng)等效為一滴水自由落體運(yùn)動(dòng)，而且將這一滴水運(yùn)動(dòng)全過(guò)程分成時(shí)間相等4段，設(shè)時(shí)間間隔為T，則這一滴水在0時(shí)刻、T末、2T末、3T末、4T末所處位置分別對(duì)應(yīng)圖中第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所處位置，據(jù)此可作出解答。42/442.一物體從一行星表面某高度處自由下落(不計(jì)表層