《全程学习方略2015-2016学年高中物理 2.3 匀变速直线运动实例-自由落体运动（探究导学课型）课件 鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全程学习方略2015-2016学年高中物理 2.3 匀变速直线运动实例-自由落体运动（探究导学课型）课件 鲁科版必修1（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节匀变速直线运动实例 自由落体运动 1 知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 2 知道自由落体运动加速度的大小和方向 知道不同地点的重力加速度不一样 3 能根据匀变速直线运动规律 建立自由落体的运动方程 4 能运用自由落体运动规律解决有关实际问题 重点 1 自由落体运动的特点及实验探究 2 自由落体运动的规律 3 伽利略对自由落体运动的探索技巧 难点 1 自由落体运动的加速度 2 自由落体运动规律的实际应用 一 自由落体运动的特点1 自由落体运动 物体只在 作用下从 开始下落的运动 2 运动性质 自由落体运动是初速度为 的 运动 重力 静止 零 匀加速直线 二 自由落体的加速度1
2、同一地点 不同物体的自由落体运动情况相同 即一切物体在自由落体运动中的加速度 2 方向 3 大小 1 一般情况下 g取9 8m s2 在估算时 g还可取 2 纬度不同 重力加速度的数值不一样 纬度越高 重力加速度值 纬度越低 重力加速度值 相同 竖直向下 10m s2 越大 越小 三 自由落体运动探索的历程1 亚里士多德的落体理论 物体下落的快慢是由它们的 决定的 轻的物体下落得慢 重的物体下落得快 2 伽利略认为 重物与轻物应该下落得 重力 一样快 3 伽利略的理想斜面实验 1 运用数学推理的方法得出初速度为零的匀变速直线运动 应为 2 让小球从斜面上的不同位置滚下 验证是否 3 增大斜面的
3、倾角 合理外推至倾角为90 如果此时不变 说明小球做 4 伽利略创立了运用数学推理和 相结合探索自然规律的科学方法 常数 不变 匀变速运动 实验研究 判一判 1 物体越重 下落得越快 2 一个人从楼顶的边缘 竖直向下投出一小石块 石块的运动就是自由落体运动 3 重力加速度的方向竖直向下 4 在同一地点 质量不同的物体 重力加速度不相同 提示 1 物体下落的快慢与物体的轻重无关 如果没有空气阻力的影响 所有物体下落得一样快 故 1 错 2 石块开始运动时初速度不为零 不符合自由落体运动的条件 故 2 错 3 重力加速度的方向和重力的方向相同 都是竖直向下 故 3 对 4 在同一地点 任何物体的重
4、力加速度都相同 与物体的质量大小无关 故 4 错 自由落体运动的特点1 探究物体下落的快慢与重力的大小是否有关试根据下面三个小实验 结合表格 分析现象 总结规律 实验1 将一张纸片和一张金属片同时在同一高度释放 如图甲 实验2 将纸片团成团和金属片同时在同一高度释放 如图乙 实验3 将毛钱管管内空气几乎全部抽出后 管内形状 质量不同的金属片 鸡毛 在管倒立过来时 如图丙 点拨 美国宇航员斯科特在月球上 无大气 同时释放羽毛和铁锤 发现它们下落一样快 先着地 能否表明重的物体下落较快 纸团和金属片几乎 实验1中为什么金属片比纸片先着地 是空气阻力的影响吗 它们 没有 时 轻重不同的物体下落快慢都
5、相同 物体下落的快慢与物体的重力的大小 金属片 同时着地 同时到达管底 空气阻力 无关 2 如图所示是小球某次自由下落时的频闪照片 能否根据照片判断自由落体运动是匀加速直线运动 提示 由图象可知两相邻小球之间距离为s1 0 8cm s2 3 2 0 8 cm 2 4cm s3 7 1 3 2 cm 3 9cm s4 12 5 7 1 cm 5 4cm s5 19 6 12 5 cm 7 1cm s6 28 4 19 6 cm 8 8cm 由于s6 s5 1 7cm s5 s4 1 7cm s4 s3 1 5cm s3 s2 1 5cm s2 s1 1 6cm 差值 s近似相等 除去误差 可判断
6、自由落体运动是匀加速直线运动 3 实际生活中是否存在自由落体运动 什么情况下 物体下落可看做自由落体运动 那么从高空落下的雨滴的运动能否看做自由落体运动 从不太高的水龙头滴下的水滴的运动能否看做自由落体运动 提示 1 在地球表面附近从高处下落的物体 事实上都受到空气阻力的作用 因此 严格地说 实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动 2 若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力 则物体的下落也可看做自由落体运动 3 从高空落下的雨滴在落地前其阻力已增大到与雨滴的重力等大 即雨滴已匀速运动 不能看做自由落体运动 4 从不太高的水龙头滴下的水滴速度不会很大 所受空气阻力也不会很大 可看做自由落
7、体运动 误区警示 好多同学认为 一物体从高处下落 所受的空气阻力不变 实际上 物体受到空气阻力的大小跟物体下落的速度有关 速度越大 阻力越大 知识点拨 对自由落体运动的进一步理解 1 物体下落过程的运动情况与物体质量无关 物体在空气中下落的运动快慢不同 是由于空气阻力作用的结果 2 自由落体运动是一种理想化的运动 实际物体在下落时只要受到的空气阻力远小于重力 即可忽略不计 可近似看成自由落体运动 3 自由 的含义是只受重力 初速度为零 规律方法 测定重力加速度的方法 1 频闪照相法 由频闪照相获得照片 根据 s gT2求g 其中T为闪光的时间间隔 s为相邻的相等时间间隔T内的位移之差 2 滴水
8、法 在水龙头下放一容器 调节水龙头的开关 使水一滴一滴地下落 当调节到使第一滴水碰到容器底部的瞬间 第二滴水刚好从水龙头口开始下落时 测出n滴水下落的总时间t0 用刻度尺量出水龙头口到容器底部的距离h 由得 探究归纳 自由落体运动1 物体下落的快慢与物体质量的大小无关 2 不同物体从同一高度做自由落体运动 它们的运动情况是相同的 典例1 关于自由落体运动 下列说法正确的是 A 物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B 如果空气阻力比重力小得多 空气阻力可以忽略不计 这时由静止开始下落的运动是自由落体运动C 跳伞运动员从飞机上由静止开始下落 忽略空气阻力的影响 打开降落伞以前的运动是自由落体运
9、动 打开降落伞以后的运动不是自由落体运动D 一雨滴从屋顶落下 途中经过一个窗子 雨滴经过窗子的这一段运动是自由落体运动 思路点拨 解答本题应把握以下两点 1 明确自由落体运动的条件 2 如果空气阻力可以忽略不计 由静止开始下落的运动 也可以看做自由落体运动 解析 对各选项进行逐一分析答案 B C 变式训练 2012 宁德高一检测 科学研究发现在月球表面 没有空气 重力加速度约为地球表面的1 6 没有磁场 若宇航员登上月球后在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球 忽略地球和其他星球对月球的影响 下列说法正确的是 A 氢气球将向上加速上升 铅球自由下落B 氢气球和铅球都将静止C 氢气球和铅球都将下落
10、 但铅球先落到地面D 氢气球和铅球都将下落 且同时落地 解析 选D 氢气球和铅球在月球上由于仅受重力作用而做自由落体运动 运动快慢相同 所以D正确 自由落体的加速度1 重力加速度的大小与距地面的高度有关吗 在地面上同一地点 随高度的增加 重力加速度如何变化 在一定的高度内 重力加速度的大小变化明显吗 提示 1 重力加速度的大小与距地面的高度有关 2 在地面上同一地点 随高度的增加 重力加速度减小 3 在一定的高度内 重力加速度的大小变化不明显 可认为重力加速度的大小不变 2 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动 加速度为g 试写出自由落体运动的公式 提示 3 让一物体从某一高度自由下落
11、 下落的时间由什么因素决定 提示 由公式可知 做自由落体运动的物体下落的时间与高度h和重力加速度g有关 而在同一地点 g值相同 故下落的时间由下落的高度决定 即 规律方法 自由落体运动常用的比例关系式 1 T末 2T末 3T末 瞬时速度之比v1 v2 v3 1 2 3 2 T内 2T内 3T内 下落高度之比s1 s2 s3 1 4 9 3 第一个T内 第二个T内 第三个T内 下落高度之比s s s 1 3 5 4 连续下落相同高度时的瞬时速度之比 探究归纳 1 自由落体加速度 1 在同一地点 一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 2 重力加速度随距离地面高度的增加而减小 2 自由落体运动规律
12、 1 运动特点 初速度为零的匀加速直线运动 v0 0 a g 2 物体从某一高度自由下落的时间由下落的高度决定 典例2 雨滴通常从1500m左右的高度落下 如果没有空气阻力 问经过多长时间落到地面 它落到地面时的速度是多少 此种情况会产生怎样的后果 思路点拨 不考虑空气阻力 雨滴下落可看做自由落体运动 可运用自由落体运动的规律求解 解析 如果没有空气阻力 雨滴下落的运动可以看成是自由落体运动 由公式得雨滴落地时的速度为vt gt 9 8 17 5m s 171 5m s如果没有空气阻力 每下一次雨都会对地球上的动植物及建筑物带来毁灭性的破坏 答案 见解析 规律方法 自由落体运动口诀只受重力静止
13、始 加速度g是定值 等时位移一三五 等距时速根号比 末速用时高度定 根号下边乘除g 变式训练 2012 黄石高一检测 设宇航员在某行星上从高32m处由静止自由释放一物体 测得在下落最后1s内所通过的距离为14m 则物体下落的时间是多少 该星球表面的重力加速度为多大 解析 设物体下落的时间为t 星球表面的重力加速度为g 则 由题意知h 32m 由 解得 舍去 所以t t1 4s g 4m s2 答案 4s4m s2 自由落体运动的探索1 伽利略是怎样提出假设 运用逻辑推理的 提示 他假设大石头的下落速度为8m s 小石头的下落速度为4m s 当把两块石头捆在一起 大石头会被小石头拖得慢下来 下落
14、速度小于8m s 但两块石头捆在一起 重量增大 整个系统下落的速度应该比8m s大 这样就出现了自相矛盾 推翻了重物比轻物下落得快这一说法 2 伽利略经过数学推导得出速度与时间成正比 然后通过实验进行验证 他是如何进行实验验证的 提示 1 他让小球沿斜面滚下 减小加速度 延长运动时间 便于观测 2 他进行的是坡度比较小的斜面实验 后来他就将实验进行了合理的外推 当倾角增大到90 时 小球的运动就是自由落体运动了 以此对假说进行修正和推广 知识点拨 伽利略的科学探究思想 1 大胆猜想 科学推理 实验探究 合理外推 2 在科学探究中要抓住主要因素 忽略次要因素 探究归纳 伽利略对自由落体运动的研究
15、1 过程 问题 猜想 数学推理 实验验证 合理外推 得出结论 2 思想方法 实验和逻辑推理相结合 典例3 在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球 玻璃球先于羽毛到达地面 这主要是因为 A 它们的质量不等B 它们的密度不等C 它们的材料不同D 它们所受的空气阻力的影响不等 思路点拨 判断物体下落时受到的空气阻力能不能忽略时 要看它受到的阻力相对于自身的重力是否小很多 解析 选D 玻璃球所受的空气阻力远小于自身的重力 所以空气阻力对玻璃球的下落产生的影响很小 但羽毛下落时空气阻力与羽毛的重力相比 不能忽略 对羽毛的下落产生明显的影响 变式训练 如图所示 大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和
16、思维过程 对于此过程的分析 以下说法正确的是 A 其中的甲图是实验现象 丁图是经过合理的外推得出的结论B 其中的丁图是实验现象 甲图是经过合理的外推得出的结论C 运用甲图的实验 可 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显D 运用丁图的实验 可 放大 重力的作用 使实验现象更明显 解析 选A C 伽利略探究自由落体运动时 是让小球从斜槽上滚下 此时可以 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显 然后合理外推到槽竖直的状态 故正确选项为A C 温馨提示 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动的特例 其位移规律是 通过对这个规律的学习 我们可以解决很多日常生活中与此相关的实际问题 典例 某同学在做关于自由落体运动的实验时 若测出该同学捏住直尺时 直尺下落的高度为10cm 那么这位同学的反应时间是多少 取g 10m s2 思路点拨 解答本题应把握以下两点 1 明确直尺做自由落体运动 2 直尺下落的时间即为反应时间
