2018-2019高中物理 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)律課件 滬科版必修1.ppt

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，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)律和特點解決有關問題.,內容索引,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，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論(2)科學思想方法的核心：把和邏輯推理結合起來.,數(shù)學推理,實驗驗證,實驗,問題設計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,答案石塊下落得快；紙團和石塊幾乎同時著地.,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，與質量無關.,答案,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：自由落體運動是初速度為、加速度為的直線運動，它是勻變速直線運動的特例.,重力,靜止,重力,0,遠小于,零,勻加速,g,3.自由落體加速度(重力加速度)(1)大小：在同一地點，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gm/s2，粗略計算中可取g10m/s2.(2)方向：豎直向下.,相同,增大,最小,最大,9.8,問題設計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時間內的位移在圖像中如何表示？,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時間內的位移在圖像中如何表示？并求出自由落體運動t時間內的位移.,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內是簡單的勻速直線運動簡化；所有t內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系式,答案,問題設計利用如圖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,答案可用下列兩種方法求出重力加速度：,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4,一、對自由落體運動及重力加速度的理解例1(多選)關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是標量，只有大小，沒有方向，通常g取9.8m/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,解析重力加速度g是矢量，方向豎直向下，在一般計算中g取9.8m/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)律例2從離地面500m的空中自由落下一個小球，取g10m/s2，求小球：(1)落到地面所用的時間；,答案10s,答案,解析,(2)自開始下落計時，在第1s內的位移和最后1s內的位移.,因為從開始運動起前9s內的位移為,所以最后1s內的位移為hhh9500m405m95m.,答案5m95m,答案,解析,針對訓練一顆自由下落的小石頭，經(jīng)過某點時的速度是10m/s，經(jīng)過另一點時的速度為30m/s，求經(jīng)過這兩點的時間間隔和兩點間的距離.(g10m/s2),答案2s40m,答案,解析,解析根據(jù)速度公式vtgt,所以tt2t12s,得ss2s140m,課堂要點小結,達標檢測,1.(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,1,2,3,4,圖5,A.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)關于自由落體運動，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，速度和加速度都為零C.物體的質量越大，下落時加速度就越大D.當?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2，則物體在該處自由下落的過程中，每秒速度都增加9.8m/s,答案,解析,1,2,3,4,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速度的變化量，當?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2，則物體在該處自由下落的過程中，每秒速度都增加9.8m/s2，故D正確.,1,2,3,4,答案,1,2,3,4,解析,4.(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).,1,2,3,4,圖6,1.6,解析,答案,解析小球每兩個相鄰位置的時間差,1,2,3,4,