高一物理教科版必修1 第1部分 第一章 第7節(jié)《對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》課件

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第一章 第7節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 考向二 考向三 應(yīng)用創(chuàng)新演練 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 1 自由落體運(yùn)動(dòng)是一種特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 是物體只在重力作用下 由靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng) 2 重力加速度g的方向豎直向下 一般情況下g取9 8m s2 估算時(shí)g可取10m s2 自由落體運(yùn)動(dòng)探究 自學(xué)教材 1 自由落體運(yùn)動(dòng) 1 定義 只在重力的作用下 物體由開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng) 2 特點(diǎn) 初速度為零 v0 0 只受作用 靜止 重力 2 伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究 1 亞里士多德的觀點(diǎn) 物體越重下落得 2 伽利略的探究過(guò)程 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 伽利略根據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn)得出了相互矛盾的結(jié)論 說(shuō)明亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的 提出假說(shuō) 物體下落的過(guò)程是一個(gè)速度逐漸增大的過(guò)程 與其時(shí)間成正比 下落距離與時(shí)間的平方成正比 越快 3 間接驗(yàn)證 著名的斜槽實(shí)驗(yàn) 伽利略讓一個(gè)小球從阻力很小的斜槽滾下 得出了運(yùn)動(dòng)距離與時(shí)間的平方成正比的結(jié)論 4 合理外推并得出結(jié)論 在斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 增大斜面傾角直到90 小球的運(yùn)動(dòng)仍將滿足距離與時(shí)間的平方成正比的關(guān)系 從而得出 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零 加速度恒定的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 的結(jié)論 重點(diǎn)詮釋 1 自由落體運(yùn)動(dòng)的理解 1 自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型 它忽略了空氣阻力對(duì)下落物體的影響 嚴(yán)格來(lái)講只有在真空中才能發(fā)生自由落體運(yùn)動(dòng) 在有空氣的空間里 如果物體所受空氣阻力遠(yuǎn)小于物體的重力 空氣阻力可以忽略不計(jì)時(shí) 物體自由下落的運(yùn)動(dòng)可以近似地看做自由落體運(yùn)動(dòng) 2 自由落體運(yùn)動(dòng)要具備兩個(gè)條件 第一 初速度為零 第二 除重力之外不受其他力的作用 2 對(duì)伽利略科學(xué)研究方法的認(rèn)識(shí) 1 伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法 把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理 包括數(shù)學(xué)推演 和諧地結(jié)合起來(lái) 他給出了科學(xué)研究過(guò)程的基本要素 對(duì)現(xiàn)象的一般觀察 提出假設(shè) 運(yùn)用邏輯得出推論 通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn) 對(duì)假說(shuō)進(jìn)行修正和推廣 2 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 開(kāi)創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法 抽象思維 數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合 這種方法到現(xiàn)在仍然是物理學(xué)乃至整個(gè)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(kāi)端 也有力地推進(jìn)了人類(lèi)科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展 近代科學(xué)研究的大門(mén)從此打開(kāi) 1 在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí) 還應(yīng)當(dāng)十分注意學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問(wèn)題的思想和方法 從一定意義上說(shuō) 后一點(diǎn)甚至更重要 偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對(duì)于后來(lái)的科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用 至今仍然具有重要意義 請(qǐng)你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過(guò)程 判定下列哪個(gè)過(guò)程是伽利略的探究過(guò)程 A 猜想 問(wèn)題 數(shù)學(xué)推理 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 合理外推 得出結(jié)論B 問(wèn)題 猜想 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 數(shù)學(xué)推理 合理外推 得出結(jié)論C 問(wèn)題 猜想 數(shù)學(xué)推理 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 合理外推 得出結(jié)論D 猜想 問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 數(shù)學(xué)推理 合理外推 得出結(jié)論 解析 伽利略探究物體下落規(guī)律的過(guò)程是 先對(duì)亞里士多德對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的觀察得出的結(jié)論提出質(zhì)疑 大小石塊捆在一起下落得出矛盾的結(jié)論 猜想 下落的運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng) 速度與時(shí)間成正比 數(shù)學(xué)推理 如果v t 則有h t2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 設(shè)計(jì)出斜面實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行研究 得出光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律h t2 合理外推 將光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律h t2推廣到落體運(yùn)動(dòng) 從探究的過(guò)程看 答案應(yīng)是C 答案 C 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 自學(xué)教材 1 運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)初速度為零的直線運(yùn)動(dòng) 2 加速度 重力加速度 用g表示 g 9 8m s2 方向 3 運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)在v0 0 a g時(shí)的一種特例 1 速度公式 v 2 位移公式 h 勻加速 豎直向下 gt gt2 重點(diǎn)詮釋 1 對(duì)自由落體加速度g的理解 1 自由落體的加速度也叫重力加速度 不同的物體在同一個(gè)地方做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí) 重力加速度都相同 地球上不同位置的重力加速度一般是不同的 2 重力加速度隨地理位置的改變而改變 它隨緯度的增大而增大 隨高度的增加而減小 但一般計(jì)算中 我們認(rèn)為重力加速度g是不變的 取9 8m s2 粗略計(jì)算時(shí)也可取為10m s2 3 重力加速度g的方向總是豎直向下 4 重力加速度g和初中學(xué)的重力G mg中的g其實(shí)是同一個(gè)物理量 重力加速度g的單位是m s2 而初中學(xué)習(xí)的g單位是N kg 它們是相同的 只是表現(xiàn)形式不同 2 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí) 1 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的對(duì)比 2 關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法中不正確的是 A 它是豎直向下 v0 0 a g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)B 在開(kāi)始連續(xù)的三個(gè)1s內(nèi)通過(guò)的位移之比是1 3 5C 在開(kāi)始連續(xù)的三個(gè)1s末的速度大小之比是1 2 3D 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起至下落4 9m 9 8m 14 7m所經(jīng)歷的時(shí)間之比為1 2 3 答案 D 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí) 例1 關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法正確的是 A 物體豎直向下的運(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(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D 當(dāng)空氣阻力的作用比較小 可以忽略不計(jì)時(shí) 物體自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng) 思路點(diǎn)撥 物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件有兩個(gè) 只受重力作用 初速度v0 0 解析 物體向下的運(yùn)動(dòng)可以是加速 減速 也可以是勻速 所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤 自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng) 自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零 加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 故選項(xiàng)B C正確 如果空氣阻力的作用比較小 可以忽略不計(jì) 物體的下落也可以看做自由落體運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)D正確 答案 BCD 借題發(fā)揮 解答此類(lèi)問(wèn)題時(shí) 應(yīng)充分理解自由落體運(yùn)動(dòng)的定義 特征 性質(zhì)和重力加速度的特點(diǎn) 緊緊抓住概念的本質(zhì) 排除日常生活經(jīng)驗(yàn)的干擾 1 下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是 A 豎直下落的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)B 從豎直上升的氣球上掉下的物體的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)C 高空雨滴下落的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D 屋檐滴下的水滴下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng) 解析 物體做自由落體運(yùn)動(dòng)條件是只受重力 初速度為零 故A錯(cuò)誤 上升的氣球上掉下的物體離開(kāi)氣球時(shí)具有向上的初速度 不是自由落體運(yùn)動(dòng) 故B錯(cuò)誤 雨滴下落過(guò)程中所受空氣阻力與速度大小成正比 從高空下落的雨滴速度增大 阻力也增大 最終與重力幾乎相等 而屋檐滴下的水滴由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間短 速度較小 所受空氣阻力可忽略不計(jì) 故C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 例2 離地500m的空中自由落下一個(gè)小球 不計(jì)空氣阻力 取g 10m s2 求 1 小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面 2 落下一半位移的時(shí)間 3 小球落地前最后1s內(nèi)的位移 審題指導(dǎo) 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 小球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2 最后1s內(nèi)的位移表示方法 借題發(fā)揮 物體在某段時(shí)間內(nèi)的位移可用物體運(yùn)動(dòng)的總位移與這段時(shí)間之前物體運(yùn)動(dòng)位移之差求解 試求上例中物體在下落的全過(guò)程中 前一半時(shí)間內(nèi)的位移與后一半時(shí)間內(nèi)的位移大小 答案 125m375m 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的靈活應(yīng)用 例3 每隔一定時(shí)間就有一滴水從屋檐滴下 當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí) 第1滴剛好落到地面 而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗戶的上下沿 如圖1 7 1所示 取g 10m s2 試求 1 滴水的時(shí)間間隔是多少 2 此屋檐離地面多高 圖1 7 1 審題指導(dǎo) 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 第1滴水下落的總時(shí)間與時(shí)間間隔的關(guān)系 2 相鄰各滴水之間的位移關(guān)系 答案 1 0 2s 2 3 2m 借題發(fā)揮 在解決這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中我們用到了等效思想 即將這5滴水的運(yùn)動(dòng)等效為一滴水的自由落體運(yùn)動(dòng) 并且將這一滴水運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程分成時(shí)間相等的4段 設(shè)時(shí)間間隔為T(mén) 則這一滴水在0時(shí)刻 T末 2T末 3T末 4T末所處的位置分別對(duì)應(yīng)圖中第5滴水 第4滴水 第3滴水 第2滴水 第1滴水所處的位置 據(jù)此可作出解答 2 一物體從一行星表面的某高度處自由下落 不計(jì)表層大氣阻力 自開(kāi)始下落計(jì)時(shí) 得到物體離行星表面的高度h隨時(shí)間t變化的圖像如圖1 7 2所示 則 A 行星表面的重力加速度大小為8m s2B 行星表面的重力加速度大小為10m s2C 物體落到行星表面時(shí)的速度大小為20m sD 物體落到行星表面時(shí)的速度大小為25m s 圖1 7 2 答案 AC 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全