物理必修一：2.6《伽利略對自由落體運動的研究》課件

1、第二章勻變速直線運動的研究學(xué)案6自由落體運動伽利略對自由落體運動的研究目標(biāo)定位1.知道物體做自由落體運動的條件，知道自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.2.會探究自由落體運動規(guī)律和測定自由落體運動的加速度.3.知道自由落體運動加速度的大小、方向，并能理解影響重力加速度的因素.4.運用自由落體運動的規(guī)律和特點解決有關(guān)問題知識探究自我檢測一、自由落體運動 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？答案石塊下落得快；紙團和石塊幾乎同時著地.知識探究2.牛頓管實驗：玻璃管中有羽毛、小軟木片、小鐵片玻璃管中

2、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(zhì)量無關(guān).要點提煉1.定義：自由落體運動是物體只在 作用下從 開始下落的運動.2.物體做自由落體運動的條件：(1)只受 ；(2)初速度v0 .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(dāng)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.重力靜止重力0遠小于3.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，它只是勻變速直線運動的特例.零g勻加速二、自由落體加速度 問題設(shè)計利用

3、如圖1甲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.圖1如何根據(jù)打上點的紙帶(如圖乙)求出重物的重力加速度？答案可用下列兩種方法求出重力加速度：(2)由位移差公式xaT2計算加速度.要點提煉1.自由落體加速度(1)重力加速度又叫自由落體加速度，通常用g來表示. (2)重力加速度的方向：總是 的(3)重力加速度的大?。涸谕坏攸c，一切物體的重力加速度都 .在不同地理位置處的重力加速度一般不同，赤道上物體的重力加速度 ；南(北)極處重力加速度 ；物體所處地理位置的緯度越大，重

4、力加速度 .一般的計算中，可以取g m/s2或g m/s2.豎直向下相同最小最大越大9.8102.測量自由落體加速度的方法(1)利用打點計時器(2)利用頻閃照相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2為一小球做自由落體運動的頻閃照片).根據(jù)勻變速直線運動的推論hgT2可求自由落體加速度.圖2三、自由落體運動的規(guī)律 問題設(shè)計1.試寫出物體自開始下落經(jīng)過時間t時的速度v和下落高度h的表達式.2.勻變速直線運動的推論對于自由落體運動是否適用？答案都適用.要點提煉1.自由落體運動的基本規(guī)律(1)速度公式：v .(2)位移公式：h .(3)速

5、度位移公式：v2 .2.勻變速直線運動的其他規(guī)律，如平均速度公式、位移差公式、初速度為零的比例式同樣適用于自由落體運動.gt2gh注意若分析自由落體運動過程中的一段，則該過程是初速度不為零的勻變速直線運動，相應(yīng)的速度公式和位移公式分別為vv0gt、hv0t gt2.四、伽利略對自由落體運動的研究 問題設(shè)計伽利略研究自由落體運動時采用了什么科學(xué)方法？答案采用了研究自然規(guī)律的常用方法：抽象思維、數(shù)學(xué)推理和科學(xué)實驗相結(jié)合.要點提煉1.亞里士多德的觀點：物體下落的快慢是由它們的 決定的.2.伽利略的研究(1)歸謬：伽利略從 的論斷出發(fā)，通過邏輯推理，否定了他的論斷.(2)猜想：自由落體運動是一種最簡單

6、的變速運動，它的速度應(yīng)該是 的.重量亞里士多德均勻變化(3)數(shù)學(xué)推理：伽利略通過數(shù)學(xué)推理得出對于初速度為0的勻變速直線運動應(yīng)有 .(4)伽利略采用了間接驗證的方法，讓小球從斜面上的不同位置滾下，測出小球從不同起點滾動的位移x和所用時間t.結(jié)果表明：小球沿斜面滾下的運動的確是 運動，只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是 的.增大斜面的傾角，小球的加速度隨斜面傾角的增大而 .xt2勻加速直線相同變大(5)合理外推：伽利略將斜面傾角外推到 時的情況，小球的運動就成為自由下落，伽利略認為小球仍會做勻變速直線運動.90典例精析一、對自由落體運動及自由落體加速度的理解例1關(guān)于自由落體運動和自由落體加速度，

7、下列說法正確的是()A.重力加速度g是標(biāo)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.自由落體運動的初速度為零解析重力加速度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；初速度為零是自由落體運動的一個條件，D正確.答案BCD二、自由落體加速度的測量例2某同學(xué)用如圖3甲所示裝置測量自由落體加速度g，得到如圖乙所示的一段紙帶，他每兩個點取一個計數(shù)點(已知交流電頻率

8、為50 Hz)，測得AB7.65 cm，BC9.17 cm.則打B點時重物的瞬時速度為_ m/s，測得的自由落體加速度g_ m/s2，它比真實值偏_(選填“大”或“小”).(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)圖3答案2.19.5小三、自由落體運動的規(guī)律例3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；(2)自開始下落計時，在第1 s內(nèi)的位移、最后1 s內(nèi)的位移.解析由x500 m和自由落體加速度，根據(jù)位移公式可直接算出落地所用時間，根據(jù)運動時間，可算出第1 s內(nèi)的位移.最后1 s內(nèi)的位移是下落總位移和前(n1) s下落位移之差.(2)第1 s內(nèi)的位移：因

9、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xxx9500 m405 m95 m.答案(1)10 s(2)5 m95 m針對訓(xùn)練一觀察者發(fā)現(xiàn)，每隔一定時間就有一個水滴自8 m 高處的屋檐落下，而且當(dāng)看到第五滴水剛要離開屋檐時，第一滴水正好落到地面，那么這時第二滴水離地面的高度是(g取10 m/s2)()A.2 m B.2.5 mC.2.9 m D.3.5 mD課堂要點小結(jié)1 2 3 41.(伽利略對自由落體運動的研究)關(guān)于伽利略對自由落體運動的研究，下列說法中正確的是()A.運用“歸謬法”否定了亞里士多德的“重的物體下落 快、輕的物體下落慢”的論斷B.提出“自由落體”是一種最簡單的

10、直線運動勻速 直線運動自我檢測1 2 3 4C.通過斜面上物體的勻加速運動外推出：斜面傾角為90 時，物體做自由落體運動，且加速度的大小跟物體的 質(zhì)量無關(guān)D.總體的思維過程是：對現(xiàn)象觀察研究提出假說邏 輯推理實驗檢驗對假說進行修正和推廣1 2 3 4解析根據(jù)伽利略對自由落體運動的研究過程可得選項A、C、D正確；伽利略提出“自由落體”是一種最簡單的變速直線運動勻變速直線運動，選項B錯誤.答案ACD1 2 3 42.(自由落體運動和自由落體加速度)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.在同一地點，輕重不同的物體的g值一樣大C.物體的質(zhì)量越大，下落時加速度就越大

11、D.當(dāng)?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/s1 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.加速度的大小與物體的重量無關(guān)，同一地點加速度相同，B正確.自由落體運動是忽略空氣阻力的運動，無論質(zhì)量是大是小，下落時加速度都是g，故C錯誤.1 2 3 4加速度等于單位時間內(nèi)速度的變化量，當(dāng)?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.答案BD1 2 3 41 2 3 4答案C1 2 3 44.(自由落體加速度的測量)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，所拍的閃光照片如圖4所示(圖上所標(biāo)數(shù)據(jù)為小球到達各位置時