高中物理人教必修一配套課件第二章56自由落體運(yùn)動(dòng)伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

1、5自由落體運(yùn)動(dòng) 6 伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究,1.知道自由落體運(yùn)動(dòng)的條件、性質(zhì)和特點(diǎn). 2.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，會(huì)通過實(shí)驗(yàn)測定自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，知道在地球上不同地方重力加速度大小不同. 3.了解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的過程，領(lǐng)悟他的研究方法,目標(biāo)定位,二、自由落體加速度,三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,四、伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,欄目索引,一、自由落體運(yùn)動(dòng),對點(diǎn)檢測 自查自糾,一、自由落體運(yùn)動(dòng),知識(shí)梳理,1.定義：物體只在 作用下從 開始下落的運(yùn)動(dòng). 2.條件：(1)初速度為 ；(2)只受 . 3.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：初速度為 的 直線運(yùn)動(dòng).是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例. 運(yùn)

2、動(dòng)圖象：自由落體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條過原點(diǎn)的 直線，斜率kg.,重力,靜止,零,重力,零,勻加速,傾斜,答案,【深度思考】,在空氣中自由釋放的物體的運(yùn)動(dòng)都可看做自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？,答案不一定.在空氣中自由下落的物體，只有當(dāng)空氣阻力作用比較小，可以忽略時(shí)，物體所做的運(yùn)動(dòng)才是自由落體運(yùn)動(dòng).,答案,典例精析,返回,例1關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是() A.不考慮空氣阻力的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng) B.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)不受任何外力作用 C.被運(yùn)動(dòng)員推出去的鉛球的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng) D.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),解析自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是初速度為零，僅受重力.不考慮空氣阻力的運(yùn)動(dòng)不一

3、定是自由落體運(yùn)動(dòng).故A、B錯(cuò)誤； 被運(yùn)動(dòng)員推出去的鉛球具有水平初速度，不滿足自由落體運(yùn)動(dòng)的條件，C錯(cuò)誤； 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故D正確.,D,解析答案,知識(shí)梳理,二、自由落體加速度,1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都 ，這個(gè)加速度叫做 ，也叫重力加速度，通常用g表示.一般的計(jì)算中，g取 ，近似計(jì)算時(shí)，g取 . 2.方向：重力加速度的方向總是 的. 3.大?。涸谕坏攸c(diǎn)，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最 ；南(北)極處重力加速度最 ；物體所處地理位置的緯度越大，重力加速度越 .,相同,自由落體加速度,9

4、.8 m/s2,10 m/s2,豎直向下,相同,小,大,大,答案,4.測量重力加速度的方法 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法 利用如圖1所示裝置，讓物體自由下落打出紙帶.,圖1,對紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離h進(jìn)行測量，根據(jù)hgT2， 求出g .,(2)頻閃照相法 利用頻閃照相機(jī)可追蹤記錄做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在 各個(gè)時(shí)刻的位置，根據(jù)hgT2求出g .,答案,【深度思考】,自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)嗎？同一物體在月球和地球上做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度相同嗎？,答案無關(guān)不同,答案,典例精析,例2在研究物體僅在重力作用下運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把一個(gè)點(diǎn)記作O

5、，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測量點(diǎn)，每兩個(gè)測量點(diǎn)之間有4個(gè)實(shí)際打出的點(diǎn)(未標(biāo)出)，如圖2所示，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)是各測量點(diǎn)到O點(diǎn)的距離(單位：mm)，那么物體做_運(yùn)動(dòng)，加速度為_.,圖2,返回,解析答案,返回,解析因?yàn)榇螯c(diǎn)周期T0.02 s， 所以各測量點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為 T5T0.1 s. 由紙帶數(shù)據(jù)得hOA49 mm，hAB147 mm，hBC245 mm，hCD343 mm，即hABhOAhBChABhCDhBC98 mm，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其 加速度a m/s29.8 m/s2.,答案勻變速直線9.8 m/s2,三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,知識(shí)梳理,自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為 ，加速度為

6、 的勻加速直線運(yùn)動(dòng). 1.自由落體運(yùn)動(dòng)的基本公式 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,零,g,gt,2gh,2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切推論公式，如平均速度公式、位移差公式、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例式，都適用于自由落體運(yùn)動(dòng).,答案,典例精析,例3從懸崖頂自由落下一小石塊，測得它在落地前最后1 s內(nèi)的位移是25 m，若不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)此懸崖距地面的高度H； (2)小石塊落地時(shí)的速度大小和空中下落的時(shí)間.,解析答案,解析設(shè)小石塊從懸崖頂落到地面所經(jīng)歷的時(shí)間為t，通過的位移為H，小石塊在t1內(nèi)的位移為h. 根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有：,Hh25 m 由聯(lián)

7、立解得：t3 s，H45 m 所以小石塊落地時(shí)的速度大小為：vgt30 m/s.,答案(1)45 m,(2)30 m/s3 s,例4小球從靠近豎直磚墻的某位置由靜止釋放，用頻閃方法拍攝的小球位置如圖3中1、2、3和4所示.已知連續(xù)兩次閃光的時(shí)間間隔均為T，每塊磚的厚度為d.由此可知小球(),B.經(jīng)過位置3時(shí)的瞬時(shí)速度大小約為2gT,圖3,解析答案,返回,答案C,返回,知識(shí)梳理,四、伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,1.歸謬：伽利略從 的論斷出發(fā)，通過邏輯的推理，否定了他的論斷. 2.猜想：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)，它的速度應(yīng)該是_ 的. 3.數(shù)學(xué)推理：伽利略通過數(shù)學(xué)推理得出初速度為零的勻變

8、速直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)該有 . 4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(間接驗(yàn)證)： (1)小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)是 直線運(yùn)動(dòng).,亞里士多德,均,勻變化,xt2,勻加速,答案,(2)只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是 的. (3)斜面的傾角 ，小球的加速度隨斜面傾角的增大而 . 5.合理外推：伽利略認(rèn)為當(dāng)斜面傾角為 時(shí)，小球?qū)⒆杂上侣?，仍?huì)做勻加速直線運(yùn)動(dòng). 6.伽利略的科學(xué)方法：把 和 (包括數(shù)學(xué)演算)和諧地結(jié)合起來，從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)方法.,相同,增大,增大,90,實(shí)驗(yàn),邏輯推理,答案,典例精析,返回,例5伽利略為了研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為著名的“斜面實(shí)驗(yàn)”，如圖4所示，對于這個(gè)研究過程，下列

9、說法正確的是(),A.斜面實(shí)驗(yàn)“放大”了重力的作用效果，便于測量小球運(yùn)動(dòng)的路程 B.斜面實(shí)驗(yàn)“減小”了重力的作用效果，便于測量小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 C.通過對斜面實(shí)驗(yàn)的觀察與計(jì)算，能直接得到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 D.根據(jù)斜面實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行合理的外推，得到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,圖4,解析答案,返回,解析伽利略時(shí)代，沒有先進(jìn)的測量手段和工具，為了“沖淡”重力作用，采用斜面實(shí)驗(yàn)，其實(shí)就是為了使物體下落時(shí)間長些，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故A錯(cuò)誤，B正確； 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，伽利略將實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行合理的外推，得到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并非是主觀臆斷得出的，是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的，故C錯(cuò)誤，D正確. 答案BD,對點(diǎn)檢測 自查自糾,1,

10、2,3,4,1.(對自由落體運(yùn)動(dòng)的理解)(多選)下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法正確的是() A.物體從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng) B.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) C.從靜止開始下落的小鋼球，因受空氣阻力作用，不能看成自由落體 運(yùn)動(dòng) D.從靜止開始下落的小鋼球，所受空氣阻力對其運(yùn)動(dòng)的影響很小，可 以忽略，可以看成自由落體運(yùn)動(dòng),解析答案,1,2,3,4,解析物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是：(1)初速度為零；(2)除重力之外不受其他力的作用，所以A錯(cuò)誤，B正確. 在實(shí)際中，物體下落時(shí)，當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，物體的下落才能看做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)誤，D正確. 答案BD,

11、1,2,3,4,2.(自由落體加速度)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度g，下列說法中正確的是() A.重的物體的g值大 B.同一地點(diǎn)，輕重物體的g值一樣大 C.g值在地球上任何地方都一樣大 D.g值在赤道處大于在北極處,解析自由落體加速度又叫做重力加速度.在同一地點(diǎn)，所有物體的重力加速度都是相等的，與物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無關(guān)，A、C錯(cuò)誤，B正確； 在不同地點(diǎn)，重力加速度是不同的，兩極處大于赤道處，D錯(cuò)誤.,B,解析答案,1,2,3,4,3.(伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究)(多選)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() A.運(yùn)用邏輯推理否定了亞里士多德關(guān)于重物體下落得快、輕物體下落 得慢

12、的錯(cuò)誤論斷 B.提出“自由落體”是一種最簡單的直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng) C.通過斜面上物體的勻加速運(yùn)動(dòng)外推出斜面傾角為90時(shí)物體做自由 落體運(yùn)動(dòng)且加速度大小跟物體的質(zhì)量無關(guān) D.總體思想方法：對現(xiàn)象一般觀察提出猜想數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)研究 和邏輯推理相結(jié)合,解析答案,1,2,3,4,解析運(yùn)用邏輯推理否定了亞里士多德關(guān)于重物體下落得快、輕物體下落得慢的錯(cuò)誤論斷，故A說法正確； 伽利略提出“自由落體”是一種最簡單的直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤； 伽利略在研究物體在無阻力的下落運(yùn)動(dòng)(即自由落體運(yùn)動(dòng))時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量的銅球沿阻力極小的斜面滾下，銅球下滑的加速度都是相同的.不斷增大斜面傾角，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只是銅球的下滑加速度增大了，而所有銅球的下滑加速度仍是相同的.所以通過斜面上物體的勻加速運(yùn)動(dòng)外推出斜面傾角為90時(shí)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)且加速度大小跟物體的質(zhì)量無關(guān)的結(jié)論，故C正確；,解析答案,1,2,3,4,伽利略的思想方法是：對現(xiàn)象一般觀察提出猜想數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)研究和邏輯推理相結(jié)合，故D正確. 答案ACD,1,2,3,4,4.(自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)屋檐上每隔相同的時(shí)間間隔滴下一