2.1伽利略对落体运动的研究2.2自由落体运动的规律 课件（沪科版高中物理必修1）

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1、2.1 伽利略对落体运动的研究 2.2 自由落体运动的规律,第2章 研究匀变速直线运动的规律,目标定位,1.学习伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的过程. 2.知道物体做自由落体运动的条件和性质，知道重力加速度的大小和方向. 3.能够运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题.,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,1.亚里士多德的观点：重的物体比轻的物体下落得 . 2.伽利略对落体运动的研究 (1)伽利略的逻辑结果：重物与轻物下落得 . (2)伽利略的猜想：下落物体的速度随着时间 ，即 . (3)伽利略的数学推理结果：从静止开始做匀加速直线运

2、动的物体通过的位移一定与运动时间的平方成 ，即 .,一、伽利略对落体运动的研究,快,一样快,均匀增加,vt,正比,st2,冲淡重力,保持不变,图1,(5)合理外推：当斜面倾角为90，即物体自由下落时，其比值也_ _，即st2. (6)伽利略的结论：物体在做自由落体运动时，其速度随时间 ，即vt.,保持不,变,均匀增加,3.伽利略的科学方法 (1)伽利略对落体运动的研究思路 问题猜想 合理外推得出结论 (2)科学思想方法的核心：把 和逻辑推理结合起来.,数学推理,实验验证,实验,问题设计 1.在空气中，将一张纸片和一石块从同一高度同时释放，哪个下落得快？若把这张纸片团紧成一团，再与石块从同一高度

3、释放，情况会怎样？,二、自由落体运动和自由落体加速度,答案 石块下落得快；纸团和石块几乎同时着地.,答案,2.钱毛管实验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片玻璃管中抽成了真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落.看到什么现象？说明什么问题？,答案 下落快慢相同.在没有空气阻力影响的情况下，所有物体下落快慢是相同的，与质量无关.,答案,要点提炼 1.自由落体运动： (1)定义：物体只在 作用下从 开始下落的运动. (2)条件：只受 ；初速度v0 . (3)在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力 重力时，物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动.

4、 2.自由落体运动的实质：自由落体运动是初速度为 、加速度为 的直线运动，它是匀变速直线运动的特例.,重力,静止,重力,0,远小于,零,匀加速,g,3.自由落体加速度(重力加速度) (1)大小：在同一地点，重力加速度都 ；地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而 ，赤道上 ，两极处.一般计算中，常取g m/s2，粗略计算中可取g10 m/s2. (2)方向：竖直向下.,相同,增大,最小,最大,9.8,问题设计 1.由加速度的定义式推导做自由落体运动的物体在t时刻速度与时间的关系式,三、自由落体运动的规律,答案,2.推导自由落体运动位移与时间的关系式 (1)如图2甲所示为物体做匀

5、速直线运动的vt图像.物体在t时间内的位移在图像中如何表示？,答案 匀速直线运动的位移svt，位移可以用图线与t轴所围的“面积”表示.,答案,图2,(2)如图乙所示为自由落体运动的vt图像.物体在t时间内的位移在图像中如何表示？并求出自由落体运动t时间内的位移.,答案,答案 思想方法(如图所示)：将时间t分割成许多很小的时间间隔t微元； t内是简单的匀速直线运动简化； 所有t内的位移之和即总位移求和； 当时间间隔无限减小(t0)时，平行于t轴的折线就 趋近于物体的速度图线，则速度图线与t轴包围的面积为自由落体运动的位移极限；,3.推导自由落体运动的速度与位移的关系式,答案,问题设计 利用如图3

6、所示的实验装置测定重力加速度.用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，并使重物停在靠近打点计时器处.先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点. 如何根据打上点的纸带求出重物的重力加速度？,四、实验探究：测定重力加速度的大小,图3,答案,答案 可用下列两种方法求出重力加速度：,要点提炼 测定重力加速度的方法 1.利用打点计时器. 2.利用频闪照相法.频闪照相可以每隔相等的时间拍摄一次.利用频闪照相可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置(如图4为一小球做自由落体运动的频闪照片).根据,求出各点的瞬时速度，作出vt图像，图线的斜率表示加速度，由g,图4,一、对自由落

7、体运动及重力加速度的理解 例1 (多选)关于自由落体运动和重力加速度，下列说法正确的是 A.重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常g取9.8 m/s2 B.在地面上的不同地方，g的大小不同，但相差不是很大 C.地球上的同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同 D.不考虑空气阻力的运动是自由落体运动,答案,解析,解析 重力加速度g是矢量，方向竖直向下，在一般计算中g取9.8 m/s2，A错误； 在地面上的不同地点重力加速度一般不同，但相差不大，B正确； 在地球表面同一地点，重力加速度相同，C正确； 自由落体运动的条件是初速度为0，仅受重力作用，D错误.,二、自由落体运动的规律 例2

8、从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g10 m/s2，求小球： (1)落到地面所用的时间；,答案 10 s,答案,解析,(2)自开始下落计时，在第1 s内的位移和最后1 s内的位移.,因为从开始运动起前9 s内的位移为,所以最后1 s内的位移为hhh9500 m405 m95 m.,答案 5 m 95 m,答案,解析,针对训练 一颗自由下落的小石头，经过某点时的速度是10 m/s，经过另一点时的速度为30 m/s，求经过这两点的时间间隔和两点间的距离.(g10 m/s2),答案 2 s 40 m,答案,解析,解析 根据速度公式vtgt,所以tt2t12 s,得ss2s140 m,课堂要

9、点小结,达标检测,1.(伽利略对自由落体运动的研究)(多选)图5大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是,答案,1,2,3,4,图5,A.其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论 B.其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论 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,2.(自由落体运动和重力加速度)关于自由落体运动，下列说法正确的是 A.自由落体运动是一种匀速直线运动 B.物体刚下落时，速度和加速度都为零 C.物体的质量越大，下落时加速度就越大 D

10、.当地重力加速度为9.8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s,答案,解析,1,2,3,4,解析 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动，故A错误. 物体刚下落时，初速度为零，加速度为重力加速度g，故B错误. 自由落体运动是忽略空气阻力的运动，无论质量大小，下落时加速度都是g，故C错误. 加速度等于单位时间内速度的变化量，当地重力加速度为9.8 m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s2，故D正确.,1,2,3,4,答案,1,2,3,4,解析,4.(重力加速度的测量)登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为每秒20次)给自由下落的小球拍照所拍的频闪照片如图6所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度)，则月球表面的重力加速度为_ m/s2(保留两位有效数字).,1,2,3,4,图6,1.6,解析,答案,解析 小球每两个相邻位置的时间差,1,2,3,4,