物理 第2章 研究勻變速直線運動的規(guī)律 2.1 伽利略對落體運動的研究 2.2 自由落體運動的規(guī)律 滬科版必修1

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1、2.1伽利略對落體運動的研究2.2自由落體運動的規(guī)律第2章研究勻變速直線運動的規(guī)律目標定位1.學習伽利略對自由落體運動的研究方法，感悟科學探究的過程.2.知道物體做自由落體運動的條件和性質(zhì)，知道重力加速度的大小和方向.3.能夠運用自由落體運動的規(guī)律和特點解決有關(guān)問題.內(nèi)容索引知識探究新知探究 點點落實達標檢測當堂檢測 鞏固反饋知識探究1.亞里士多德的觀點：重的物體比輕的物體下落得 .2.伽利略對落體運動的研究(1)伽利略的邏輯結(jié)果：重物與輕物下落得 .(2)伽利略的猜想：下落物體的速度隨著時間 ，即 .(3)伽利略的數(shù)學推理結(jié)果：從靜止開始做勻加速直線運動的物體通過的位移一定與運動時間的平方成

2、 ，即 .一、伽利略對落體運動的研究快一樣快均勻增加vt正比st2沖淡重力保持不變圖1(5)合理外推：當斜面傾角為90，即物體自由下落時，其比值也_，即st2.(6)伽利略的結(jié)論：物體在做自由落體運動時，其速度隨時間 ，即vt.保持不變均勻增加3.伽利略的科學方法(1)伽利略對落體運動的研究思路問題 猜想 合理外推 得出結(jié)論(2)科學思想方法的核心：把 和邏輯推理結(jié)合起來.數(shù)學推理實驗驗證實驗問題設(shè)計問題設(shè)計1.在空氣中，將一張紙片和一石塊從同一高度同時釋放，哪個下落得快？若把這張紙片團緊成一團，再與石塊從同一高度釋放，情況會怎樣？二、自由落體運動和自由落體加速度答案答案石塊下落得快；紙團和石

3、塊幾乎同時著地.答案2.錢毛管實驗：玻璃管中有羽毛、小軟木片、小鐵片玻璃管中抽成了真空，將物體聚于一端，再將玻璃管倒立，讓所有物體同時下落.看到什么現(xiàn)象？說明什么問題？答案答案下落快慢相同.在沒有空氣阻力影響的情況下，所有物體下落快慢是相同的，與質(zhì)量無關(guān).答案要點提煉要點提煉1.自由落體運動：(1)定義：物體只在 作用下從 開始下落的運動.(2)條件：只受 ；初速度v0 .(3)在實際中，物體下落時由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運動，只有當空氣阻力 重力時，物體由靜止開始的下落才可看做自由落體運動.2.自由落體運動的實質(zhì)：自由落體運動是初速度為 、加速度為 的 直線運動，它是勻變速直線運

4、動的特例.重力靜止重力0遠小于零勻加速g3.自由落體加速度(重力加速度)(1)大?。涸谕坏攸c，重力加速度都 ；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 .一般計算中，常取g m/s2，粗略計算中可取g10 m/s2.(2)方向：豎直向下.相同增大最小最大9.8問題設(shè)計問題設(shè)計1.由加速度的定義式推導做自由落體運動的物體在t時刻速度與時間的關(guān)系式三、自由落體運動的規(guī)律答案2.推導自由落體運動位移與時間的關(guān)系式(1)如圖2甲所示為物體做勻速直線運動的vt圖像.物體在t時間內(nèi)的位移在圖像中如何表示？答案答案勻速直線運動的位移svt，位移可以用圖線與t軸所圍的“面

5、積”表示.答案圖2(2)如圖乙所示為自由落體運動的vt圖像.物體在t時間內(nèi)的位移在圖像中如何表示？并求出自由落體運動t時間內(nèi)的位移.答案答案答案思想方法(如圖所示)：將時間t分割成許多很小的時間間隔t微元；t內(nèi)是簡單的勻速直線運動簡化；所有t內(nèi)的位移之和即總位移求和；當時間間隔無限減小(t0)時，平行于t軸的折線就趨近于物體的速度圖線，則速度圖線與t軸包圍的面積為自由落體運動的位移極限；3.推導自由落體運動的速度與位移的關(guān)系式答案問題設(shè)計問題設(shè)計利用如圖3所示的實驗裝置測定重力加速度.用手捏住紙帶上端把紙帶拉成豎直狀態(tài)，并使重物停在靠近打點計時器處.先接通電源，再松開紙帶讓重物自由下落，打點計

6、時器在紙帶上打下一系列的點.如何根據(jù)打上點的紙帶求出重物的重力加速度？四、實驗探究：測定重力加速度的大小圖3答案答案答案可用下列兩種方法求出重力加速度：要點提煉要點提煉測定重力加速度的方法1.利用打點計時器.2.利用頻閃照相法.頻閃照相可以每隔相等的時間拍攝一次.利用頻閃照相可追蹤記錄做自由落體運動的物體在各個時刻的位置(如圖4為一小球做自由落體運動的頻閃照片).根據(jù)求出各點的瞬時速度，作出vt圖像，圖線的斜率表示加速度，由g圖4典典例精析例精析一、對自由落體運動及重力加速度的理解一、對自由落體運動及重力加速度的理解例例1(多選)關(guān)于自由落體運動和重力加速度，下列說法正確的是A.重力加速度g是

7、標量，只有大小，沒有方向，通常g取9.8 m/s2B.在地面上的不同地方，g的大小不同，但相差不是很大C.地球上的同一地點，一切物體做自由落體運動的加速度都相同D.不考慮空氣阻力的運動是自由落體運動答案解析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(shù)取9.8 m/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；自由落體運動的條件是初速度為0，僅受重力作用，D錯誤.二、自由落體運動的規(guī)律二、自由落體運動的規(guī)律例例2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；答案答案

8、10 s答案解析(2)自開始下落計時，在第1 s內(nèi)的位移和最后1 s內(nèi)的位移.因為從開始運動起前9 s內(nèi)的位移為所以最后1 s內(nèi)的位移為hhh9500 m405 m95 m.答案答案5 m95 m答案解析針對訓練針對訓練一顆自由下落的小石頭，經(jīng)過某點時的速度是10 m/s，經(jīng)過另一點時的速度為30 m/s，求經(jīng)過這兩點的時間間隔和兩點間的距離.(g10 m/s2)答案答案2 s40 m答案解析解析解析根據(jù)速度公式vtgt所以tt2t12 s得ss2s140 m課堂要點小結(jié)自由落體運動伽利略對落體運動的研究自由落體運動的條件v00只受重力重力加速度大?。?.8 m/s2或取10 m/s2方向：豎

9、直向下自由落體運動的規(guī)律vtgth 2gh達標檢測1.(伽利略對自由落體運動的研究伽利略對自由落體運動的研究)(多選)圖5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，以下說法正確的是答案1234圖5A.其中的甲圖是實驗現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外 推得出的結(jié)論B.其中的丁圖是實驗現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得出的結(jié)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2.(自由落體運動和重力加速度自由落體運動和重力加速度)關(guān)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

10、和加速度都為零C.物體的質(zhì)量越大，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/s答案解析1234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(zhì)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(nèi)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.1234答案1234解析4.(重力加速度的測量重力加速度的測量)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頻閃照片如圖6所示(圖上所標數(shù)據(jù)為小球到達各位置時總的下落高度)，則月球表面的重力加速度為_ m/s2(保留兩位有效數(shù)字).1234圖61.6解析答案解析解析小球每兩個相鄰位置的時間差1234