《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第7節(jié) 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究課件 教科版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第7節(jié) 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究課件 教科版必修1.ppt（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第7節(jié)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,一、對(duì)下落物體的認(rèn)識(shí) 閱讀教材第27頁(yè)“觀察思考”部分，知道亞里士多德對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)。 1.古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出了物體______下落越快的觀點(diǎn)。 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明造成“重快輕慢”的真正原因是： ______對(duì)物體的阻礙作用。 二、自由落體運(yùn)動(dòng) 閱讀教材第28頁(yè)“自由落體運(yùn)動(dòng)”部分，知道自由落體運(yùn)動(dòng)的概念。 1.自由落體運(yùn)動(dòng)：只在______的作用下，物體由靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。 2.如果物體下落時(shí)所受空氣阻力與重力相比，可以____________。那么也可當(dāng)做自由落體運(yùn)動(dòng)。,越重,空氣,重力,忽略不計(jì),思維拓展 如圖所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下
2、落得快，在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛下落快慢相同。,(1)只受重力作用時(shí)，物體下落快慢有什么規(guī)律。 (2)空氣中的落體運(yùn)動(dòng)在什么條件下可看作自由落體運(yùn)動(dòng)？ 答案(1)物體下落快慢相同(2)空氣阻力作用可以忽略,三、伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究 閱讀教材第2830頁(yè)，了解自由落體運(yùn)動(dòng)研究的史實(shí)，領(lǐng)會(huì)伽利略的科學(xué)思維方法。 1.亞里士多德的觀點(diǎn)：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(guò)邏輯推理，否定了___________的論斷。 (2)猜想：伽利略猜想自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，它的速度應(yīng)該是____
3、______的，即_______。,重力,亞里士多德,亞里士多德,均勻變化,vt,(3)數(shù)學(xué)推理：伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)推理得出初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)有______。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)是_____________運(yùn)動(dòng)。 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______ 。 (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_____ ________運(yùn)動(dòng)。,ht2,勻加速直線,相同,增大,90,勻變,速直線,思維拓展,以上圖畫中可以推翻亞里士多德的什么觀點(diǎn)？ 答案亞里士多德認(rèn)為物體下落
4、的快慢是由它們的重力決定的。,四、自由落體加速度 閱讀教材第3031頁(yè)“自由落體加速度”部分，知道自由落體加速度的概念，說(shuō)出地球上自由落體加速度大小隨地理緯度的變化而變化的規(guī)律。 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)加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。 2.方向： ___________。 3.大小 (1)在地球上的同一地點(diǎn)：一切物體自由下落的加速度都______。 (2)在地球上不同的地點(diǎn)，g的大小一般是____(A.相同B.不同)的，g值隨緯度的增大而逐漸______ 。 (3)通常計(jì)算中，g取_________，粗略計(jì)算時(shí)g可取______
5、__。,相同,豎直向下,相同,B,增大,9.8 m/s2,10 m/s2,思維拓展 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？ 答案自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。同一物體在月球和地球上自由落體的加速度不相同。,預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問(wèn)題記錄在下面的表格中,自由落體運(yùn)動(dòng)的理解,1.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想模型。當(dāng)自由下落的物體所受的空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)才可以視為自由落體運(yùn)動(dòng)。如空氣中石塊的下落可以看做自由落體運(yùn)動(dòng)，空氣中羽毛的下落不能看做自由落體運(yùn)動(dòng)。 2.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件 (1)初速度為零；(2)只受重力。,要點(diǎn)歸納
6、,3.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：初速度為零，加速度為重力加速度g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例。 4.運(yùn)動(dòng)圖像：自由落體運(yùn)動(dòng)的vt圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，斜率是kg。,特別提醒物體在其他星球上也可以做自由落體運(yùn)動(dòng)，但下落的加速度與在地球表面下落的加速度不同,例1 (2017廣東清遠(yuǎn)月考)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是() A.質(zhì)量大的物體自由下落時(shí)的加速度大 B.從水平飛行的飛機(jī)上釋放的物體將做自由落體運(yùn)動(dòng) C.雨滴下落的過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng) D.從水龍頭上滴落的水滴的下落過(guò)程，可以近似看成自由落體運(yùn)動(dòng) 思路探究自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型，實(shí)際問(wèn)題中當(dāng)阻力相對(duì)于重力可以忽略時(shí)，才可以把物體
7、由靜止下落的運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)。,精典示例,解析所有物體在同一地點(diǎn)的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大小無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；從水平飛行的飛機(jī)上釋放的物體，具有水平初速度，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；雨滴下落過(guò)程所受空氣阻力與速度大小有關(guān)，速度增大時(shí)阻力增大，雨滴速度增大到一定值時(shí)，阻力與重力相比不可忽略，不能認(rèn)為是自由落體運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；從水龍頭上滴落的水滴所受的空氣阻力與重力相比可忽略不計(jì)，可認(rèn)為只受重力作用，D正確。 答案D,,自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度為g，g的大小與重力大小無(wú)關(guān)。所有的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。但要注意，當(dāng)問(wèn)題指明(或有暗示)空氣阻力不能忽
8、略時(shí)，物體從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)就不再是自由落體運(yùn)動(dòng)。,針對(duì)訓(xùn)練1 (2018昆明高一檢測(cè))(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是 () A.豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng) B.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng) D.熟透的蘋果從樹枝開始自由下落的運(yùn)動(dòng)可被視為自由落體運(yùn)動(dòng) 解析物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是初速度為零且只受重力作用，A錯(cuò)誤，C正確；所有物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度均為g，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是由靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；熟透的蘋果在下落過(guò)程中雖受空氣阻力作用，但該阻力遠(yuǎn)小于它的重力，可以忽略該阻力，
9、故可將該過(guò)程視為自由落體運(yùn)動(dòng)，D正確。 答案BCD,自由落體加速度,1.對(duì)自由落體加速度的理解 (1)產(chǎn)生原因：地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。 (2)大小：與在地球上的緯度以及距地面的高度有關(guān)：,要點(diǎn)歸納,(3)方向：豎直向下。由于地球是一個(gè)球體，各處的重力加速度的方向是不同的。 特別提醒 (1)我們?cè)谘芯孔杂陕潴w運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體下落的高度不太高，一般認(rèn)為重力加速度大小不變。 (2)重力加速度的方向既不能說(shuō)是“垂直向下”，也不能說(shuō)是“指向地心”，只有在赤道或兩極時(shí)重力加速度才指向地心。 2.測(cè)定重力加速度的方法 (1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 利用頻閃照片，或利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能夠把做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的位置
10、和相應(yīng)的時(shí)刻記錄下來(lái)。根據(jù)對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究，測(cè)量物體下落的加速度，進(jìn)而研究自由落體運(yùn)動(dòng)是否是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以證實(shí)猜想。,(2)實(shí)驗(yàn)方法 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法 a.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，紙帶一端系著重物，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器。用夾子夾住紙帶，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，松開夾子后重物自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一串小點(diǎn)。,滴水法 a.如圖所示，讓水滴自水龍頭滴下，在水龍頭正下方放一個(gè)盤，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地滴下，并調(diào)節(jié)使第一滴水碰到盤的瞬間，第二滴水正好從水龍頭開始下落，并且能依次持續(xù)下去。,例2 圖1中(甲)、(乙)兩圖都是使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點(diǎn)計(jì)時(shí)
11、器的打點(diǎn)頻率為50 Hz。,精典示例,圖1,(1)(甲)、(乙)兩圖相比較，圖______所示的裝置更合理。 (2)(丙)圖是采用較合理的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中打出的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5經(jīng)測(cè)量，第15至第17點(diǎn)間的距離為11.70 cm，第1至第16點(diǎn)間距離為43.88 cm，則打下第16個(gè)點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度大小為________m/s，測(cè)出的重力加速度值為g______m/s2。(要求保留三位有效數(shù)字) 思路探究 (1)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)下落物體的初速度和所受摩擦力有什么要求？ (2)由“第15至第17點(diǎn)間的距離”可求出哪一點(diǎn)的
12、速度？,解析(1)(甲)圖釋放時(shí)更穩(wěn)定，既能更有效地減小摩擦力，又能保證釋放時(shí)初速度的大小為零，所以(甲)圖更合理。,又根據(jù)2gHv2， 可得g9.78 m/s2。 答案(1)(甲) (2)2.93 9.78(0.02均可),,利用紙帶計(jì)算重力加速度的方法 (1)計(jì)算出紙帶上一個(gè)點(diǎn)或幾個(gè)點(diǎn)的速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式求加速度。 (2)計(jì)算出紙帶上各點(diǎn)的速度，畫出vt圖像，由圖像的斜率可求得重物下落的加速度即重力加速度。 (3)根據(jù)hgt2用逐差法求加速度。(注意要盡可能多地選用數(shù)據(jù)),針對(duì)訓(xùn)練2 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2所示(
13、圖上所標(biāo)數(shù)據(jù)為小球到達(dá)各位置時(shí)總的下落高度)，則月球表面的重力加速度為________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。,答案1.6,圖2,1.三個(gè)基本公式 下面對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)公式和自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)公式進(jìn)行對(duì)比。,自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用,要點(diǎn)歸納,特別提醒 自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落的高度決定。自由落體運(yùn)動(dòng)中下落的位移與離地高度是兩個(gè)不同的概念，運(yùn)算取值時(shí)要注意區(qū)分。 2.vt圖像 自由落體運(yùn)動(dòng)的vt圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，斜率表示重力加速度g。,例3 如圖3所示，懸掛的直桿AB長(zhǎng)為a，在B端以下h處有一長(zhǎng)為b的無(wú)底圓柱筒CD，若將懸線剪斷，問(wèn)：,精典示例,圖3,(1)直桿下端B穿
14、過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少？ (2)整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少？ 思路探究,,解析(1)直桿下端B穿過(guò)圓柱筒，即從B下落到C點(diǎn)(自由下落h)起到B下落到D點(diǎn)(自由下落hb)止。,則直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是,(2)整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒，從B下落到C點(diǎn)(自由下落h)起到A下落到D點(diǎn)(自由下落hab)止。,則整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間,針對(duì)訓(xùn)練3 一石塊從樓房陽(yáng)臺(tái)邊緣處向下做自由落體運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面，把它在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分為相等的3段，如果它在第1段時(shí)間內(nèi)的位移是1.2 m，那么它在第3段時(shí)間內(nèi)的位移為() A.1.2 m B.3.6 m C.6.0 m D.10.8 m 解析利用重要推論x1
15、x315，得x35x11.25 m6.0 m，故C正確。 答案C,1.定義：物體具有豎直向上的初速度，只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。 2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：先做豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng)，上升到最高點(diǎn)后，又開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中加速度始終為g。,豎直上拋運(yùn)動(dòng)(選學(xué)),要點(diǎn)歸納,3.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的重要特性 作出豎直上拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程圖，如圖所示，結(jié)合圖像分析，可知豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性和多解性。 (1)對(duì)稱性 時(shí)間對(duì)稱性：對(duì)同一段距離，上升過(guò)程和下降過(guò)程時(shí)間相等，tABtBA，tOCtCO。 速度對(duì)稱性：上升過(guò)程和下降過(guò)程通過(guò)同一點(diǎn)時(shí)速度大小相等，方向相反，vBvB，vAvA。 (2)多解性 通過(guò)某一點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)時(shí)刻
16、，即：物體可能處于上升階段，也可能處于下降階段。,例4 一個(gè)以40 m/s勻速豎直上升的氫氣球，在某時(shí)刻從氣球上掉下一個(gè)重物，已知重物掉下時(shí)距離地面的高度為100 m，此重物從氫氣球上掉下來(lái)后，要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間返回地面？(g10 m/s2) 解析重物從氫氣球上掉下來(lái)時(shí)，由于慣性，具有初速度，故做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，而并非做自由落體運(yùn)動(dòng)。,法1分段法 上升階段：初速度v040 m/s,精典示例,上升最大高度,答案10 s,tt1t210 s 法2整體法,針對(duì)訓(xùn)練4 在塔頂上將一物體豎直向上拋出，拋出點(diǎn)為A，物體上升的最大高度為20 m，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，設(shè)塔足夠高，則物體位移大小為10 m時(shí)，物體經(jīng)歷的時(shí)間是多少？,當(dāng)物體位于拋出點(diǎn)上方時(shí)，有：x10 m,答案見解析,當(dāng)物體位于拋出點(diǎn)下方時(shí)，有：x10 m,
2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第7節(jié) 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究課件 教科版必修1.ppt
