物物 理理必修必修 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第二章5 5自由落体运动自由落体运动6 6伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究知道物体做自由落体运动的条件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1 1课课前前预预习习2 2课课内内探探究究3 3素素养养提提升升4 4课课堂堂达达标标5 5课课 时时 作作 业业课课 前前 预预 习习1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。自由落体运动自由落体运动重力重力 静止静止 零零 重力重力 1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。自由落体加速度自由落体加速度相同相同 重力加速度重力加速度 竖直向下竖直向下 不同的不同的 9.8 1自由落体运动实质上是初速度v0_，加速度a_的_运动。自由落体运动规律自由落体运动规律0 g 匀加速直线匀加速直线 gt2gh1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伽利略对自由落体运动的研究重量重量 亚里士多德亚里士多德 亚里士多德亚里士多德 均匀变化均匀变化 x t2 (4)实验结果：小球沿斜面滚下的运动是_运动。只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是_的。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。匀加速直线匀加速直线 相同相同 增大增大 90 匀变速直线匀变速直线 判一判(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动。()(2)物体在真空中一定做自由落体运动。()(3)自由释放的物体只有重力作用下一定做自由落体运动。()(4)在同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大。()(5)自由落体加速度的方向垂直地面向下。() 解析：真空中苹果和羽毛都做自由落体，运动情况完全相同，故选项C正确。C 课课 内内 探探 究究在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快；在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛的下落快慢相同。探究一探究一 对自由落体运动的理解对自由落体运动的理解(1)实验表明：只受重力作用时，物体下落快慢有什么规律？实验表明：只受重力作用时，物体下落快慢有什么规律？(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？(3)自由落体运动与匀变速直线运动存在什么关系？自由落体运动与匀变速直线运动存在什么关系？提提示示：(1)相相同同；(2)初初速速度度为为零零，忽忽略略空空气气阻阻力力；(3)自自由由落落体体运动是初速度为零的匀加速直线运动。运动是初速度为零的匀加速直线运动。1物体做自由落体运动的条件(1)运动条件：初速度为零；(2)受力条件：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。3自由落体运动的实质自由落体运动是初速度v00，加速度ag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v00、ag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。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。解题指导：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，据此可用多种方法作出解答。答案：(1)3.2m，(2)0.2sAC 解析：根据题意，小球先从空中自由下落，与水平地面相碰后再弹到空中某一高度，由速度时间图象可知小球下落的最大速度为5m/s，小球第一次反弹初速度的大小为3m/s；由v22gh可以计算出，h0.45m，综上所述，A、C正确，B、D错误。如图所示，屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从5m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面所用的时间为1s，则当地的重力加速度约为多少呢？答案：10探究二探究二 自由落体加速度自由落体加速度1自由落体加速度的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自由落体加速度的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g9.8m/s2或g10m/s2。3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。4重力加速度的三种测量方法(1)打点计时器法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。(1)实验时下面的步骤先后顺序是_。A释放纸带B打开打点计时器(2)打出的纸带如下图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的_端。(选填“左”或“右”)。BA 左左 (3)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为_m/s，所测得的重力加速度大小为_m/s2。(4)若当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因_。解题指导：根据用打点计时器测加速度的方法步骤作答。1.17 9.75 纸带与打点计时器的摩擦；空气阻力纸带与打点计时器的摩擦；空气阻力 解析：取3个瞬时位置为一个计数点，则T0.12s由图可知相邻计数点间距相差h14.2102m根据hgT2得g9.86m/s2。9.86 落体运动随处可见：从空中释放的小球会落向地面，熟透了的苹果要掉到地上，雨滴从天空中掉落下来我们会看到，不同的物体下落得不一样快。早在两千多年前，古希腊的哲学家亚里士多德就已经认识到这一现象，并认为物体下落的快慢是由它们的重力决定的，他的观点正确吗？提示：不正确。探究三探究三 伽利略对自由落体的研究伽利略对自由落体的研究(3)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：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xt2。运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合xt2，是匀变速直线运动。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。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。C 解题指导：认真阅读教材，领悟伽利略的科学研究方法，注意各研究环节的先、后顺序及联系。解析：伽利略探究物体下落规律的过程是：先对亚里士多德得出的落体运动的结论提出质疑大小石块捆在一起下落，得出矛盾的结论；猜想下落的运动是最简单的变速运动，速度与时间成正比；数学推理如果vt，则有ht2；实验验证设计出斜面实验并进行研究，得出光滑斜面上滑下的物体的运动规律xt2；合理外推将光滑斜面上滑下的物体的运动规律xt2推广到落体运动。从探究的过程看，选项C正确。AC 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。素素 养养 提提 升升自由落体运动规律的三点注意自由落体运动规律的三点注意A