2015-2016学年高一物理人教版必修1课件第2章56《自由落体运动》

成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修1第二章匀变速直线运动的研究成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1匀变速直线运动的研究第二章第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修15自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究第二章第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5易错案例剖析6课时作业7学习目标定位1第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1学习目标定位第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1※知道物体做自由落体运动的条件※知道自由落体加速度的大小和方向※※掌握自由落体运动的规律，并能解决相关实际问题※学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1请一位同学与你合作，让他用两个手指捏住长尺上端，你的拇指与食指弯曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺，见下图)。当他一松手、尺子开始下落时，你立刻把尺握住。记下握住尺的位置，读出尺下落的高度，就能算出你的反应时间，你想知道这样做的道理吗？第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1知识自主梳理第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．定义：物体只在________作用下从________开始下落的运动。2．特点(1)运动特点：初速度等于________的匀加速直线运动。(2)受力特点：只受________作用。自由落体运动重力静止零重力第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都________，这个加速度叫自由落体加速度，也叫_____________，通常用g表示。2．方向：_____________。3．大小：在地球上不同的地方，g的大小一般是________，一般计算中g取________或10m/s2。自由落体加速度相同重力加速度竖直向下不同的9.8第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1自由落体运动规律1．自由落体运动实质上是初速度v0＝________，加速度a＝________的________________运动。2．基本公式速度公式：v＝。位移公式：h＝___________。位移速度关系式：v2＝。0g匀加速直线gt12gt22gh第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的________决定的。2．伽利略的研究：(1)归谬：伽利略从________________的论断出发，通过逻辑推理，否定了________________的论断。(2)猜想：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是__________的。(3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应有_________。伽利略对自由落体运动的研究重量亚里士多德亚里士多德均匀变化x∝t2第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(4)实验结果：①小球沿斜面滚下的运动是____________运动。②只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是________的。③增大斜面的倾角，小球的加速度随斜面倾角的增大而________。(5)合理外推：伽利略认为当斜面倾角为________时，小球将自由下落，仍会做________________运动。匀加速直线相同增大90°匀变速直线第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1重点难点突破第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1一、对自由落体运动的理解1．物体做自由落体运动的条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用。2．自由落体运动是一种理想化模型(1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。(在地球上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。)(2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。如在空气中自由下落的石块可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．自由落体运动的实质自由落体运动是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例。4．自由落体运动的规律(1)自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的一个特例。所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(2)公式：①速度与时间关系式：v＝gt。②位移与时间关系式：h＝12gt2，其中h为由静止下落的高度。③速度与位移关系式：v2＝2gh。④平均速度公式：v－＝v2。⑤推论：Δh＝gT2。⑥连续相等时间内的位移之比：h1:h2:h3:…:hn＝1:3:5:…:(2n－1)。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1特别提醒：物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的加速度不同。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似地看做是自由落体运动。假定水滴从5m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多少？(取g＝10m/s2)答案：10m/s解析：由v2＝2gh得v＝2gh＝10m/s。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1二、自由落体加速度1．产生原因由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。2．大小与所处地球上的位置及距地面的高度有关。(1)在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。(2)在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．自由落体加速度的方向(1)方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心。(2)由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1三、重力加速度的三种测量方法1．打点计时器法(1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹。(2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2，求出重力加速度的大小。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．频闪照相法(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置。(2)根据匀变速运动的推论Δh＝gT2可求出重力加速度g＝ΔhT2。也可以根据vt2＝v＝xt，求出物体在某两个时刻的速度，由g＝v－v0t，也可求出重力加速度g。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．滴水法(1)让水滴一滴滴落到正下方的盘子里，调节阀门，直到清晰听到每一滴水滴撞击盘子的声音。(2)记录下N滴水滴下落的总时间为T，则一滴水滴下落的时间t＝TN。(3)用米尺量出水龙头滴水处到盘子的距离为h，利用h＝12gt2计算出重力加速度的值。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1四、伽利略的研究方法1．运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断。2．伽利略猜想落体是一种最简单的变速运动，即速度应该是均匀变化的。两种可能性①速度υ与时间t成正比②速度υ与位移x成正比第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法：①运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x∝t2。②运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2，是匀变速直线运动。③伽利略将上述结果合理外推到将斜面倾角增大到90°的情况，成为自由落体。④从而得出结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1伽利略对自由落体的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是()第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1A．其中的丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论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，使实验现象更明显答案：AC第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：伽利略研究自由落体运动时，由于当时的条件所限，不能直接对自由落体运动进行研究，而是采取通过斜面实验，来“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，然后外推的方法得到的，选项BD错误，选项AC正确。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1考点题型设计第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1下列关于自由落体运动的说法正确的是()A．物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动B．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动C．从静止开始下落的小钢球，因受空气阻力作用，不能看成自由落体运动D．从静止开始下落的小钢球，所受空气阻力对其运动的影响很小，可以忽略，可以看成自由落体运动对自由落体概念的理解第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：物体做自由落体运动的条件是：(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用。所以A错误，B正确；在实际中，物体下落时，当空气阻力远小于重力时，物体的下落才能看做自由落体运动，所以C错误，D正确。答案：BD第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”。近年来，踢毽子成为全民健身活动之一。毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上，如图所示，对此分析正确的是()A．铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上B．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象C．因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下羽毛在上D．毽子的自由下落不是自由落体运动答案：CD第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多，对运动的影响很大，而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况，故羽毛要受铜钱较大的拖动作用，即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动，所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛。铜钱重不是根本原因，A错，C对；如没有空气阻力，铜钱和羽毛的相对位置是随机的，B错；可见空气阻力不能忽略，毽子不是自由落体运动，D正确。第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示，问：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？自由落体运动规律的应用第二章5、6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段，设时间间隔为T，则这一滴水在0时刻，Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所处的位置，分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置，据此可作出解答。第二章5、