3.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)例——自由落體運(yùn)動(dòng)

1、第3節(jié)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)例熟透的蘋果是怎樣下落？為什么往下落？探究歷史軌跡：亞里士多德伽利略牛頓勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1、速度與時(shí)間的關(guān)系式: 2、位移與時(shí)間的關(guān)系式： 3、速度與位移的關(guān)系式: 4、平均速度公式:5、由打點(diǎn)紙帶求加速度的公式: 2012sta t （2min）s= s2s1=s3 s2= = atv=v0+atv2-v02=2asv12stv(v0+v) 1、 速度公式：v= v0+at2、位移公式：s= v0 t + at2 2 13、位移-速度公式：2as= v2- v02 4：平均速度公式:：連續(xù)相等的時(shí)間間隔（T）即：s= s2 s1= s3 s2= = aT12st知

2、識回顧（勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律）（2min）v(v0+v)1、理解自由落體運(yùn)動(dòng)、理解是重力加速度。、理解自由落體運(yùn)動(dòng)、理解是重力加速度。 學(xué)習(xí)目標(biāo) 2、掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 3、培養(yǎng)同學(xué)們分析和綜合、推理和判判斷思維 能力。新知學(xué)習(xí)（42min）自學(xué)教材 1實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)際中，硬幣比紙片先落地是因?yàn)?的影響，把形狀和質(zhì)量不同的物體，如金屬片、小羽毛、小玻璃球等，放在真空的玻璃管中，發(fā)現(xiàn)這些物體 落地了。 2自由落體運(yùn)動(dòng) (1)條件：物體的 為零；物體只受 的作用 (2)定義：物體只在 作用下從 開始下落的運(yùn)動(dòng) (3)性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的 。 空氣阻力同時(shí)初速度重力重力靜止勻變速直線運(yùn)

3、動(dòng)落體運(yùn)動(dòng)提出問題？比較輕重不同的物體下落快慢實(shí)驗(yàn)探討實(shí)驗(yàn)結(jié)論:并不是物體越重就下落越快。影響落體運(yùn)動(dòng)的因素:重力和空氣阻力。 簡單 復(fù)雜1、比較輕重不同的物體下落快慢猜想2、在沒有空氣阻力時(shí)，牛頓管頻閃照相在某地任何物體自由下落的運(yùn)動(dòng)情況相同比薩斜塔不同物體在同一地點(diǎn)，同一高度，同時(shí)自由下落，則同時(shí)落地。1、特點(diǎn)：頻閃照片的拍攝自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器伽利略的研究粉筆紙片粉筆下落快，紙片下落得慢.從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得知，重的物體下落的快？是 粉筆重，紙片輕實(shí)驗(yàn)一亞里士多德觀點(diǎn)輕重不同的物體，幾乎同時(shí)落地。重的物體不一定下落得快粉筆紙團(tuán)結(jié)論實(shí)驗(yàn)二伽利略觀點(diǎn) 到

4、底是亞里士多德的觀點(diǎn)正確還是伽利略的觀點(diǎn)正確（由任意兩個(gè)小各小組分別扮演亞里士多德和伽利略進(jìn)行辯論）？爭論挺激烈究竟那個(gè)對？再做一個(gè)實(shí)驗(yàn)看看！意大利的城市比薩著名的塔 伽利略1590年 1970年阿波羅飛船 在沒有空氣的阻力的情況下，重的物在沒有空氣的阻力的情況下，重的物體和輕的物體體和輕的物體下落得一樣快下落得一樣快（物體下（物體下落的快慢與物體的重量落的快慢與物體的重量無關(guān)無關(guān)）。）。原來如此?。ㄓ赏瑢W(xué)們總結(jié)）321物體下落快慢不是由輕重來決定的，是空氣阻力的原因。 物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。 “自由”的含義是只受重力、初速度為零。不同物體從同一高度做自由落

5、體運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)情況是相同的。疑團(tuán)疑團(tuán)疑團(tuán)（由各小組討論且相互交流）1、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。（板書）一、自由落體運(yùn)動(dòng)2、性質(zhì)：（1）v0 = 0 （2）只受重力（板書） 這種下落運(yùn)動(dòng)到底是一種怎樣的運(yùn)動(dòng)？打破砂鍋問到底？用給出的幻燈片 39下落運(yùn)動(dòng)的頻閃照相圖片( 頻閃時(shí)間間隔為1/10 s )檢 驗(yàn) 猜 想猜 想：這種下落運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)？計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)位移位移s/m位移差位移差s/m重力加速度重力加速度g/（m/s2) 1s1= / / 2s2= s2 -s1= g= 3s3= s3- s2= g= 4s4=s4- s3= g=判斷自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)記錄 計(jì)時(shí)

6、單位T=0.1s10246812141618s1s2s3s4s5若s2-s1 =s3-s2=s4-s3=s在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是定值，就可以說明此運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)。取點(diǎn)1 23 4 連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移（cm)s1 =s2=s3 =s4=連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差（cm)s2-s1=s3-s2=s4-s3=規(guī)律請同學(xué)們把紙帶上數(shù)據(jù)填寫在表中計(jì)時(shí)單位T=0.1s123453、結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（板書） 問題 2、這種運(yùn)動(dòng)是同學(xué)們熟悉的那種運(yùn)動(dòng)？ 似曾相識！問題1、由各小組匯報(bào)在紙帶上連續(xù)相等的時(shí)間 間隔內(nèi)的位移差有什么關(guān)系？相等重點(diǎn)詮釋 1對自由落體運(yùn)動(dòng)的理解 (1)自

7、由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型。當(dāng)自由下落的物體受到的空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)才近似地看做自由落體運(yùn)動(dòng)，如在空氣中由靜止釋放的石塊。 (2)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：一是初速度為零；二是僅受重力作用。 (3)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。 2判斷下落物體的運(yùn)動(dòng)是否是自由落體運(yùn)動(dòng)的方法 (1)在判斷時(shí)，如題目直接給出物體由靜止開始自由下落或忽略空氣阻力等提示語時(shí)，可將下落的運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)。 (2)對于有空氣阻力的問題，若空氣阻力遠(yuǎn)小于重力，可近似看做自由落體運(yùn)動(dòng)。 (3)若只是空氣阻力很小，則不能認(rèn)為物體就一定做自由落體運(yùn)動(dòng)，因?yàn)?/p>

8、雖然空氣阻力很小，但可能空氣阻力與重力大小差不多，就不能看做自由落體運(yùn)動(dòng)。1關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A從靜止開始下落的物體一定做自由落體運(yùn)動(dòng)B若空氣阻力不能忽略，則一定是重的物體下落得快C物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自 由落體運(yùn)動(dòng)D只要空氣阻力的作用比較小，物體由靜止開始的下 落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)解析：自由落體運(yùn)動(dòng)是指從靜止開始，只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。但當(dāng)空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計(jì)時(shí)，物體由靜止開始的下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)空氣阻力不能忽略時(shí)，重的物體也不一定下落得快，例如1 g 重的小鋼球就比1 kg重的羽毛下落得快，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。

9、答案：C自學(xué)教材 1自由落體的加速度 (1)定義：物體自由下茖時(shí)的加速度來自 和物體之間的萬有引力，也稱為 ，用字母g表示 (2)大?。涸诘厍蛏贤坏攸c(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同；不同的地方g的大小是不同的，但變化不大。一般的計(jì)算中，通常g取 ,在估算時(shí)，g還可以取 。隨著緯度升高，重力加速度 ；同一地區(qū)高度越大重力加速度 。 (3)方向：地球上重力加速度的方向總是 。地球重力加速度9.8 m/s210 m/s2增大越小 豎直向下2自由落體運(yùn)動(dòng)的公式(1)自由落體的特點(diǎn)：v00，ag。(2)速度公式：vt 。(3)位移公式：s 。(4)速度、位移關(guān)系式：vt2 。gt2gs 3、注意：任

10、意相等時(shí)間內(nèi)速度變化量相等。即 v=gt，方向豎 直向下 (板書) 同一地點(diǎn)g的數(shù)值相同1、大?。?一般取 g =9.8 m/s2 g隨緯度增大而增大 粗略計(jì)算取 g =10 m/s22、方向： 豎直向下(板書)二、自由落體加速度g（又叫重力加速度）赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北極：g=9.832m/s2隨緯度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m/s2 地地 點(diǎn)點(diǎn) 緯緯 度度重力加速重力加速(ms2)特特 點(diǎn)點(diǎn) 赤道赤道 0 9.780 最小最小 廣州廣州2306 9.788 武漢武漢3033 9.794 上海上海3112 9.794 東京東京3543 9

11、.798 北京北京3956 9.801 紐約紐約4040 9.803 莫斯科莫斯科5545 9.816 北極北極90 9.832 最大最大哈哈！我也看出: 重力加速度的大小隨緯度的升高而增大重點(diǎn)詮釋 1影響重力加速度的因素 (1)在同一地點(diǎn)，一切物體的重力加速度都相同，也就是說，同一地點(diǎn)一切物體自由下落時(shí)速度變化的快慢都相同。 (2)在地球的不同地方，重力加速度的大小略有不同。 在地球表面，緯度越高的地方，重力加速度g的值越大 在地面上的同一地點(diǎn)，高度越高的地方，重力加速度g的值越小。 2自由落體運(yùn)動(dòng)公式的幾個(gè)推論 3關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)比例關(guān)系式 (1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，

12、第 n s末速度之比為1 2 3 n。 (2)前1 s內(nèi)，前2 s內(nèi)，前3 s內(nèi)，前n s內(nèi)位移之比為1 4 9 n2。 (3)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1 3 5 (2n1)。2關(guān)于重力加速度，下面四種說法正確的是()A重力加速度表示自由下落的物體運(yùn)動(dòng)的快慢，方向垂 直向下B重力加速度表示自由下落的物體運(yùn)動(dòng)速度變化的大小C重力加速度表示自由下落的物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢D輕、重不同的物體的重力加速度不同解析：重力加速度是矢量，方向豎直向下，而不是垂直向下，表示物體速度變化的快慢，但不表示速度變化的大小，故A、B錯(cuò)，C對；在同一地點(diǎn)物體的加速度是相同的，與物體的輕重?zé)o關(guān)，D錯(cuò)。答案：C自學(xué)教材

13、(1)從邏輯推理上否定了亞里士多德關(guān)于重物體 、輕物體 的論斷。 (2)提出了“自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng) ”的假說。 (3)在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下測量短時(shí)間是有困難的，伽利略采用了間接驗(yàn)證的方法：下落的快下落的慢勻變速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)有 ； 讓小球從斜面上的不同位置滾下，測出小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移s和所用時(shí)間t。st2 (4)伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法 和 相結(jié)合。數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)研究物體越重下落越快研究方法：觀察思考（直覺）研究方法：觀察實(shí)驗(yàn)（對比實(shí)驗(yàn)） 理性思維。 伽利略假設(shè)：重的物體下落得快結(jié)論：重的物體下落得慢?vv? ?v巧妙推理伽利

14、略對落體運(yùn)動(dòng)的研究1。提出假說：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 3。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：“放慢了的落體運(yùn)動(dòng)”斜面實(shí)驗(yàn) 4。合理外推：斜面傾角增大到900時(shí)，物體成為自由落體， 小球仍保持勻變速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)結(jié)論:小球沿光滑斜面，從靜止開始的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 2。數(shù)學(xué)推理： V=at 即VtS=at2/2 即：St2伽利略的數(shù)據(jù)自學(xué)教材 (1)從邏輯推理上否定了亞里士多德關(guān)于重物體 、輕物體 的論斷。 (2)提出了“自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng) ”的假說。 (3)在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下測量短時(shí)間是有困難的，伽利略采用了間接驗(yàn)證的方法：下落的快下落的慢勻變速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出

15、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)有 ； 讓小球從斜面上的不同位置滾下，測出小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移s和所用時(shí)間t。st2 (4)伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法 和 相結(jié)合。數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)研究重點(diǎn)詮釋1伽利略的科學(xué)方法 2伽利略的研究給我們的啟示 (1)要善于觀察、勤于思考，勇于發(fā)現(xiàn)和提出問題 發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是科學(xué)探究的前提，要提升這一能力，在學(xué)習(xí)中要從以下兩個(gè)方面入手，一是養(yǎng)成仔細(xì)觀察的習(xí)慣，善于捕捉新現(xiàn)象；二是不斷地把新現(xiàn)象和自己的認(rèn)知相聯(lián)系，增強(qiáng)質(zhì)疑的意識。 (2)要合理地進(jìn)行猜想和假設(shè) 猜想和假設(shè)是科學(xué)思維的一種形式，是根據(jù)已知事實(shí)材料和科學(xué)知識對所研究的問題做出的一種猜測性陳述。 (3)要

16、科學(xué)制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 假設(shè)與猜想的合理性要通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行探究，要使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，應(yīng)特別注意實(shí)驗(yàn)的如下五個(gè)環(huán)節(jié)：知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵延袟l件，制訂實(shí)驗(yàn)方案；嘗試選擇實(shí)驗(yàn)方法及所需要的裝置與器材；考慮實(shí)驗(yàn)中的變量及其控制方法；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼J(rèn)真搜集數(shù)據(jù)；對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和論證。3關(guān)于伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，下列說法中正確的是 ()伽利略認(rèn)為在同一地點(diǎn)，重的物體和輕的物體下落快慢不同伽利略猜想自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)勻變速運(yùn)動(dòng)伽利略通過數(shù)學(xué)推理并用小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了位移與時(shí)間的平方成正比伽利略通過實(shí)驗(yàn)求出了物體下落的加速度值A(chǔ)BC D解析：根據(jù)物理學(xué)史和伽利略對自由落體運(yùn)

17、動(dòng)的研究可知、說法正確，故B項(xiàng)正確。答案：B1、測反應(yīng)時(shí)間操作：一個(gè)人捏住尺子的上端，保持直尺豎直不動(dòng)，另一個(gè)人手指呈捏的姿勢，在直尺的下端零刻度處等待。前者釋放，后者捏住。注意后者要緊盯著前者的手，且在捏的過程中手不能上下移動(dòng)。讀數(shù)：直尺下落的距離h.處理：根據(jù)位移公式hgt2/2可計(jì)算出直尺下落的時(shí)間。結(jié)論：直尺下落的時(shí)間就是你的反應(yīng)時(shí)間。四、自由落體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用0.15s0.10s0.05s0101816141286422000.20s為什么相同時(shí)間間隔內(nèi)位移不相同？位移跟時(shí)間的平方成正比研究性學(xué)習(xí)小課題同學(xué)們利用“反應(yīng)時(shí)間測量尺”跟蹤檢測不同人群的反應(yīng)時(shí)間（性別、年齡、職業(yè)等），一天內(nèi)不

18、同時(shí)段內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間（早上、中午、晚上）。研究采集到的數(shù)據(jù)，總結(jié)出反應(yīng)時(shí)間跟哪些因素有關(guān)？（請同學(xué)們課后男女同學(xué)分別測量）。自由落體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 如何測量樓高、井深、懸崖和 峽谷的高度。2、測高度?我也會！Hgt2/2 例1在忽略空氣阻力的情況下，讓一輕一重的兩塊石頭從同一高度同時(shí)自由下落，則關(guān)于兩塊石塊的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 () A重的石塊落得快，先著地 B輕的石塊落得快，先著地 C在著地前的任一時(shí)刻，兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度 D兩塊石塊在下落時(shí)間內(nèi)的平均速度重的石塊大 思路點(diǎn)撥在忽略空氣阻力情況下，輕、重石塊均做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度都為重力加速度。 解析物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān)，因兩石塊下落高度相同，故它們將同時(shí)落地，且在著地前的任一時(shí)刻，兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度，A、B選項(xiàng)錯(cuò)；C選項(xiàng)對；在下落時(shí)間內(nèi)，兩石塊的位移相同，所用時(shí)間相同，由平均速度的定義可判定其平均速度相同，D選項(xiàng)錯(cuò)。 答案C 自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只受重力作用從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，是一種理想化模型。對生活中的多數(shù)落體運(yùn)動(dòng)，若忽略空氣阻力時(shí)，都可看做自由落體運(yùn)動(dòng)。對于從蘋果樹上同一高度同時(shí)落下的蘋果和樹葉，下列說法正確的是 ()A蘋果和樹葉都可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)B蘋果可以近似地看成自由