河北省遷安一中高中物理 自由2課件 新人教版必修1

1、知識與技能1．了解自由落體運動的條件、特點．2．知道自由落體運動實質(zhì)是v0＝0，a＝g的勻加速直線運動．3．掌握自由落體運動規(guī)律并能靈活應(yīng)用規(guī)律來解決實際問題．,過程與方法1．通過實驗，體驗物體的質(zhì)量、大小在下落過程中對運動的影響．2．體會如何在物理研究中進行合理地抽象．情感、態(tài)度與價值觀1．提高觀察與推理的能力，養(yǎng)成觀察與思考的習(xí)慣．2．嘗試用多種方法測量自由落體加速度，體驗科學(xué)規(guī)律的探究過程．3．培養(yǎng)參與科技活動的

2、熱情，敢于探究自由落體運動與日常生活的聯(lián)系．,生活中常見到物體從高處下落．樹葉從樹上飄落下來，雨滴從屋檐上落下來……這類物體下落的運動就是落體運動．物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢？,1．定義物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動．2．特點(1)自由落體運動是一種理想模型．當(dāng)自由下落的物體所受的空氣阻力遠小于重力時，物體的運動才可以視為自由落體運動．(2)物體做自由落體運動的條件：①初速度為零；②只受重力．

3、,(3)運動特點：初速度為零，加速度為重力加速度g的勻加速直線運動．,特別提醒：滿足自由落體運動的條件有兩個：只受重力作用和從靜止開始下落．,1．定義：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豎直向下．3．在同一地點，一切物體的重力加速度都相同．4．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)極處重力加速度最大；物體所處地理位置的緯度越大，重力加速度越大．5．一般的計

4、算中，可以取g＝9.8m/s2，或g＝10m/s2.,特別提醒：重力加速度的方向為豎直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂線來確定．,特別提醒：應(yīng)用自由落體運動的推論和幾個比例來解題有時會使問題變得更為快捷、簡單．,1．綿延千年的錯誤：公元前4世紀(jì)的希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：物體下落的快慢是由物體的重量決定的，物體越重，下落得越快．亞里士多德的論斷影響深遠，在其后兩千多年的時間里，人們一直信奉他的學(xué)說．,2．邏輯的力量：①1

5、6世紀(jì)末，意大利比薩大學(xué)的青年學(xué)者伽利略，對亞里士多德的論斷表示了懷疑，他在1638年出版的《兩種新科學(xué)的對話》一書中對此做出了評論．②伽利略以大石頭和小石頭為例，用“歸謬法”否定了亞里士多德的“重物下落快，輕物下落慢”的論斷．③伽利略的觀點：重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快．,1．伽利略的研究方法(1)運用“歸謬法”否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落慢的論斷；(2)提出自由落體運動是一種最簡單的變速運動——勻變速直線運

6、動的假說；(3)由于不能用實驗直接驗證自由落體運動是勻變速運動，伽利略采用了間接驗證的方法．,2．伽利略的科學(xué)方法對現(xiàn)象一般觀察→提出猜想→運用邏輯推理→實驗對推理驗證→對猜想進行修正(補充)→推廣應(yīng)用這種方法到現(xiàn)在仍然一直是物理學(xué)乃至整個自然科學(xué)最基本的研究方法，它不但標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端，也有力地推進了人類科學(xué)認識的發(fā)展．伽利略將實驗與邏輯思維相聯(lián)系進行科學(xué)研究的思想，開辟了一條科學(xué)研究之路．,例1大氣層是我們地球生命賴以生

7、存的屏障，每天都有很多小隕石落入地球大氣層中，但當(dāng)它們進入大氣層后，由于空氣的摩擦生熱，絕大部分小隕石還沒有到達地面便已經(jīng)被燒毀．現(xiàn)在人類向太空發(fā)射的飛行器、衛(wèi)星等當(dāng)超過一定使用年限后，也讓它們進入大氣層燒毀，那么小隕石等進入大氣層后的運動是自由落體運動嗎？,答案：不是解析：因為自由落體運動的條件之一是只受重力作用，而小隕石進入大氣層后的運動速度很大，受空氣阻力很大，故不能看做自由落體運動．,規(guī)律總結(jié)：判斷一個運動是否為自由落體運動的

8、步驟(1)選取研究對象，以下落過程為研究過程．(2)分析是否有空氣阻力以及空氣阻力的影響能否忽略．(3)若運動可視為v0＝0只受重力作用的運動，則該物體的下落過程為自由落體運動．,變式訓(xùn)練1　科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：在月球表面沒有空氣，重力加速度約為地球表面處重力加速度的1/6.若宇航員登上月球后，在空中同一高度處同時由靜止釋放羽毛和鉛球，忽略地球和其他星球?qū)λ鼈兊挠绊?，以下說法中正確的是 (　　)A．羽毛將加速上升，鉛球?qū)⒓铀傧侣銪

9、．羽毛和鉛球都將下落，且同時落到月球表面C．羽毛和鉛球都將下落，但鉛球先落到月球表面D．羽毛和鉛球都將下落，且落到月球表面的速度相同答案：BD,解析：羽毛和鉛球在月球表面時只受重力，故它們均做自由落體運動，它們同時落地，落地時的速度為v＝，選項A、C錯，B、D對．,例2關(guān)于重力加速度的說法中，不正確的是(　　)A．重力加速度g是標(biāo)量，只有大小沒有方向，通常計算中g(shù)取9.8m/s2B．在地面上不同的地方，g的大小不同，但它們相差

10、不是很大C．在地球上同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，離地面高度越大重力加速度g越小答案：A,解析：首先，重力加速度是矢量，方向豎直向下，與重力的方向相同．在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8m/s2左右，所以A不正確，B正確；在地球表面同一地點，g的值都相同，但隨著高度的增大，g的值逐漸變小，所以C、D正確．,規(guī)律總結(jié)：在地球的不同地方，g值不同：g值隨緯度的升高而增大，因

11、此處理這類問題時需注意物體的位置是否變動．,變式訓(xùn)練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動的快慢B．重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的大小C．重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的快慢D．輕重不同的物體的重力加速度不同答案：C,解析：加速度表示物體運動速度變化的快慢，因此重力加速度表示自由下落物體運動速度變化的快慢，選項C正確．表示物體運動的快慢是速度，而不是加速度，所

12、以A錯誤．速度變化的大小與時間之比才是加速度，所以B錯誤．同一地點所有物體的自由下落加速度都相等，所以D錯誤．,例3一條鐵鏈AB長0.49m，系于A端使它豎直下垂．然后讓它自由落下，求整條鏈條通過懸點下方2.45m處小孔O時所需的時間．答案：7.5×10－2s,規(guī)律總結(jié)：應(yīng)用自由落體運動規(guī)律解題的步驟(1)確定研究對象，選定研究過程，明確物體做自由落體運動．(2)將v0＝0、a＝g代入到勻變速直線運動的基本公式及推論中，

13、得到對應(yīng)于自由落體運動的相關(guān)形式．(3)取豎直向下為正方向，把各已知量代入所選的方程中求解．,變式訓(xùn)練3　自由下落的物體，在落地前的最后1s內(nèi)下落了25m，問此物體是從離地面多高的地方開始下落的？(g取10m/s2)答案：45m,例4物理學(xué)家于2002年9月評出十個最“美”的物理實驗．這種“美”是一種經(jīng)驗概念：最簡單的儀器和設(shè)備，最根本、最單純的科學(xué)結(jié)論．其實，科學(xué)美蘊藏于各科的實驗之中，有待于我們在學(xué)習(xí)過程中不斷地感悟

14、和發(fā)現(xiàn)．伽利略的自由落體實驗和加速度實驗均被評為最“美”的實驗．,在加速度實驗中，伽利略將光滑直木板槽傾斜固定，讓銅球從木槽頂端沿斜面由靜止滑下，并用水鐘測量銅球每次下滑的時間，研究銅球運動的路程與時間的關(guān)系．亞里士多德曾預(yù)言銅球的運動速度是均勻不變的，而伽利略卻證明銅球運動的路程與時間的平方成正比．請將亞里士多德的預(yù)言和伽利略的結(jié)論分別用公式表示(其中路程用s、速度用v、加速度用a、時間用t表示)．亞里士多德的預(yù)言：________

15、；伽利略的結(jié)論：__________.,伽利略的兩個實驗之所以成功，主要原因是在自由落體實驗中，忽略了空氣阻力，抓住了重力這一主要因素．在加速度實驗中，伽利略選用光滑直木板槽和銅球進行實驗研究，目的是為了減小銅球運動過程中的__________，同時抓住__________這一主要因素．,變式訓(xùn)練4　1961年，美國《科學(xué)》雜志刊登了根據(jù)伽利略當(dāng)年描述的實驗裝置所進行的一項重復(fù)性斜面實驗．該實驗的傾角為3.73°，使用水鐘測量

16、時間，其結(jié)果見下表：,根據(jù)以上數(shù)據(jù)，簡要敘述一下伽利略當(dāng)年的工作方法．解析：(1)通過邏輯思維，大膽質(zhì)疑，向權(quán)威挑戰(zhàn)．(2)科學(xué)猜想，提出假說：自由落體運動的速度均勻變化．(3)數(shù)學(xué)推理，在自由落體運動中，位移x∝t2.(4)實驗驗證，上面的重復(fù)性實驗表明：x∝t2.,一、物體只在____________作用下，從____________開始的豎直下落運動，稱為自由落體運動．二、同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同

17、，這個加速度叫____________，通常用g表示．實驗表明，在地球表面不同地方的g值略有不同，通常g取____________m/s2.,三、自由落體運動屬于初速度為____________的____________直線運動．自由落體運動的速度公式為____________．自由落體運動的位移公式為____________．四、伽利略的研究方法：1．運用“____________”否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落

18、慢的論斷．2．提出自由落體運動是一種最簡單的變速運動——____________的假說．3．由于不能用實驗直接驗證自由落體運動是勻變速運動，伽利略采用了____________的方法．,自主校對：一、重力　靜止二、重力加速度　9.8三、零　勻加速　v＝gt　x＝gt2四、1.歸謬法　2.勻變速直線運動　3.間接驗證,1．下列說法中正確的是(　　)A．從靜止開始下落的物體都必做自由落體運動B．從地球表面附近做自由落體運

19、動的物體，重力加速度都是相等的C．自由落體運動加速度的方向總是豎直向下的D．滿足速度跟時間成正比的運動一定是自由落體運動答案：C,解析：物體只受重力作用從靜止開始下落的運動是自由落體運動，所以A錯．自由落體加速度大小是隨著緯度變化而變化的，且方向豎直向下，所以B錯，C對．運動速度與運動時間成正比的運動，是初速度為零的勻加速直線運動，但它不一定是自由落體運動，所以D錯．,答案：C,3．從屋頂先后落下兩滴水A和B，在B落下2s后，A、

20、B之間的距離為24.5m，則A比B早下落多長時間？(不計空氣阻力)答案：1s,蹦極起源于太平洋的瓦努阿圖群島，是當(dāng)?shù)赝林说某赡甓Y：男子滿18歲時，必須用藤蔓綁住雙腳從20米高的筑臺跳下去，才可以成為真正的男人．現(xiàn)在它已成為一種挑戰(zhàn)人類意志極限、體驗“重生”的現(xiàn)代體育運動，又稱“高空彈跳”，風(fēng)行于歐美及亞太地區(qū)，近些年才被引進到中國．,現(xiàn)代的“蹦極”就是跳躍者站在約40米以上(相當(dāng)于10層樓高)高度的橋梁、塔頂、高樓、吊車甚至熱氣球上