資源簡介

(共32張PPT)
第二章 勻變速直線運動的研究
人教版（2019）必修 第一冊
2.4 自由落體運動
5.通過實驗，探究自由落體運動的規律，了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地點的重力加速度可能會不同。
4.經歷抽象概括和推理的過程，知道物體做自由落體運動的條件。
3.通過實驗探究自由落體運動，體會基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論進行質疑、分析和判斷的研究方法。
2.了解伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法。認識伽利略對物體運動的研究在科學發展和人類進步上的重大意義。
1.了解亞里士多德關于力和運動的主要觀點
學習目標
初速度為0；
⑴觀察軌跡
⑵分析：它們為什么是直線運動？
要求：
熟透的蘋果（下落）
靜止釋放粉筆頭
實例
只受重力。
觀察與思考1
導入新課
原因分析：
觀察與思考2
演示：在教室內拿兩張同樣大小的紙，將其中一張揉成一個團。讓紙團和另一張紙在同樣的高度落下，看看哪一個下落得快；
⑵結合實驗及生活中的經驗，討論：什么因素影響物體下落的快慢？
⑴站在高層建筑物上，讓輕重不同的兩個物體從同一高度同時落下，你認為哪個物體下落得快？
觀察：將一個保齡球和一堆羽毛，用升降機將它們舉到房間的頂部并同時釋放。
結論 影響落體運動快慢的因素是空氣阻力的作用；
沒有空氣阻力時，只受重力作用情況下，輕、重不同的物體下落快慢相同。
⑴只受重力
⑵初速度為0
空氣阻力很小時，物體從靜止開始時的下落近似看作自由落體運動。
1.定義：
2.條件：
理想化物理模型
近似條件：
思考：運動特征——軌跡是直線，但它是變加速 勻加速？
物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。
一、自由落體運動
【實驗目的】
⑴判斷該運動是否為勻變速直線運動
⑵測量自由落體加速度數值
【實驗思路】
實驗探究：研究自由落體運動的規律
0
1
2
3
4
5
6
x1
x3
x4
x5
x6
x2
由于下落加速度大，計時點可選作計數點。挑選一條點跡清晰的紙帶，知道相鄰兩計數點之間的時間間隔T，再測量相鄰計數點之間的距離，如下圖，計算出計數點1—5位置重物的速度v1、v2、v3、v4、v5
以利用打點計時器研究自由落體運動為例：
⑵利用公式
x36-x03=g(3T)2——可計算自由落體加速度數值
x2-x1=x3-x2=… =xn-xn-1=恒量——可證明是勻變速直線運動
⑴作圖像
圖像為直線——可證明是勻變速
圖像斜率——可計算自由落體加速度數值
【物理量測量】
⑴由于自由落體運動加速度比較大，計時點可作為計數點。
打點計時器打點周期為0.02s，故相鄰計數點間的時間間隔T=0.02s。
測量的物理量：相鄰計數點間的時間間隔和位移。
⑵測量各計數點到0點間的距離，然后計算相鄰計數點間的位移x1、x2
…
【數據分析】
在實驗思路中，將測得的物理量數值代入公式，可分析得出結論。
1.裝置
鐵架臺(含鐵夾) 、打點計時器、交流電源、 紙帶、墨粉（復寫）紙片、導線、重物(帶紙帶夾)、毫米刻度尺
2.實驗步驟
⑴將計時器豎直固定在鐵架臺上
⑵豎直提起紙帶，使重物靠近計時器下端
⑶先打開打點計時器，再松開紙帶
⑷關閉電源，取下紙帶
⑸更換重物，重復幾次上面的實驗，選取一條點跡清晰的紙帶處理。
【器材和實驗步驟】
單位：cm
1.判斷是勻變速直線運動嗎
⊿x=1.6cm（定值）
2.初速度是0嗎？
3.求加速度（大鄰差）
x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)
a≈10m/s2
數據分析：
創新探究案例：教材P53 T5 利用頻閃照相研究自由落體運動
1.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動
2.自由落體運動加速度為9.8m/s2
實驗結論：
1.自學：課本P49
回答下列問題
⑴什么是重力加速度？標準值為多少 方向指向哪里？
⑵由表中數據可以得到重力加速度的什么規律？
2.總結提問
⑴在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同；
g=9.8m/s2，方向豎直向下。
⑵不同地點，隨緯度的升高而增大。
二、自由落體加速度
v0=0，a=g，x=h，則有
v0=0
v
h 、t
3.自由落體運動公式
對自由落體運動的理解
精例1　(多選)關于自由落體運動，下列說法中正確的是(　　)
A．一張紙片在地球表面自由下落，可以看成自由落體運動
B．一個鋼球在地球表面自由下落，可以看成自由落體運動
C．在地球上同一地點，一切物體在自由落體運動中落至同一高度時的加速度都相同
D．輕物體和重物體的重力加速度不同
【答案】BC
【解析】
地球表面有空氣，紙片受到空氣阻力較大，不能忽略，鋼球受到的阻力比重力小得多，可以忽略，因此鋼球的自由下落可以看成自由落體運動，紙片的自由下落不能看成自由落體運動，A錯誤，B正確；
重力加速度是矢量，方向豎直向下，在地球的表面，不同的地方重力加速度g的大小略有不同，在地球表面同一地點，g的值都相同，但隨著高度的增大，g的值逐漸減小，重力加速度與物體的質量無關，C正確，D錯誤．
自由落體運動規律的應用
精例2　從離地面80 m的空中自由落下一個小球，(不計空氣阻力，取g＝10 m/s2)求：
(1)經過多長時間小球落到地面上．
(2)小球下落到地面時的速度．
(3)小球自開始下落計時，在最后1 s內的位移．
【答案】(1)4 s　(2)40 m/s　(3)35 m
等效轉換法解決自由落體運動問題
精例3　青青是一個善于思考的女孩，她在學過自由落體運動規律后，對自家房屋屋檐下落的雨滴產生了興趣．此屋檐離地面高度為3.2 m，她坐在窗前發現從屋檐每隔相等時間滴下一滴水，當第5滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于窗戶的上沿和下沿，如圖所示．g取10 m/s2，求窗戶的上沿和下沿高度差是多少？
【答案】1 m
線狀物體的自由落體
精例4　一條鐵鏈AB長0.49 m，懸于A端靜止，如果讓它自由下落，求整個鐵鏈通過懸點下方2.45 m處的小孔O需要的時間．(g取10 m/s2)
【答案】7.4×10－2 s
【解析】作出鐵鏈AB下落過程的示意圖，如圖所示，可以看出，鐵鏈通過小孔的時間為從B端到達小孔至A端離開小孔的時間．
課堂小結
課堂小結
定義
規律
應用
條件
●運動性質
●自由落體加速度
公式
●只受重力
●初速度為0
課堂小練 | 素養達成
1．甲物體的質量是乙物體質量的2倍，從同一高度同時開始做自由落體運動，下列說法中正確的是(　　)
A．甲比乙先著地 B．乙比甲先著地
C．甲、乙同時著地 D．著地時v甲＝2v乙
【答案】C
【解析】一切物體在做自由落體運動時，其加速度都為g，與物體的質量無關，所以當兩個物體從同一高度同時開始做自由落體運動，它們將會做完全相同的運動，即它們會同時落地，故本題正確答案應選C．
2．小明搖動蘋果樹，從同一高度有一個蘋果和一片樹葉同時從靜止下落，發現蘋果先落地，則以下說法正確的是(　　)
A．蘋果和樹葉的運動都是自由落體運動
B．蘋果和樹葉的運動都能看成自由落體運動
C．蘋果的運動可以近似看成自由落體運動，樹葉的運動則不能看成自由落體運動
D．假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉也不會同時落地
【答案】C
【解析】
蘋果和樹葉都受重力和空氣阻力，但空氣阻力相對蘋果的重力來說很小，可以忽略不計，故蘋果的運動可以看作自由落體運動，而樹葉的運動不能看作自由落體運動，故A、B錯誤，C正確；
假如地球上沒有空氣，蘋果和樹葉都只受重力，都做自由落體運動，同時落地，故D錯誤．
3．秋天的校園里，金黃色的銀杏樹甚是好看．一片銀杏樹葉從大約10 m高的樹枝上落下，則銀杏葉落地的時間大約為(　　)
A．0.5 s B．1.0 s
C．1.4 s D．5.0 s
【答案】D
4．(2021屆南寧名校檢測)一個從地面上豎直上拋的物體，它兩次經過一個較低點A的時間間隔是5 s，兩次經過一個較高點B的時間間隔是3 s，則A、B之間的距離是(不計空氣阻力，g取10 m/s2)(　　)
A．80 m B．40 m
C．20 m D．無法確定
【答案】C

展開更多......

收起↑