河北省遷安一中高中物理 自由2課件 新人教版必修1

1、知識(shí)與技能1．了解自由落體運(yùn)動(dòng)的條件、特點(diǎn)．2．知道自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是v0＝0，a＝g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．3．掌握自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律并能靈活應(yīng)用規(guī)律來解決實(shí)際問題．,過程與方法1．通過實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)物體的質(zhì)量、大小在下落過程中對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響．2．體會(huì)如何在物理研究中進(jìn)行合理地抽象．情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．提高觀察與推理的能力，養(yǎng)成觀察與思考的習(xí)慣．2．嘗試用多種方法測(cè)量自由落體加速度，體驗(yàn)科學(xué)規(guī)律的探究過程．3．培養(yǎng)參與科技活動(dòng)的

2、熱情，敢于探究自由落體運(yùn)動(dòng)與日常生活的聯(lián)系．,生活中常見到物體從高處下落．樹葉從樹上飄落下來，雨滴從屋檐上落下來……這類物體下落的運(yùn)動(dòng)就是落體運(yùn)動(dòng)．物體下落的過程有沒有一定的規(guī)律可循呢？,1．定義物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)．2．特點(diǎn)(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)．(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．

3、,(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)．,特別提醒：滿足自由落體運(yùn)動(dòng)的條件有兩個(gè)：只受重力作用和從靜止開始下落．,1．定義：重力加速度又叫自由落體加速度，通常用g來表示．2．重力加速度的方向總是豎直向下．3．在同一地點(diǎn)，一切物體的重力加速度都相同．4．在不同地理位置處的重力加速度一般不同，赤道上物體的重力加速度最??；南(北)極處重力加速度最大；物體所處地理位置的緯度越大，重力加速度越大．5．一般的計(jì)

4、算中，可以取g＝9.8m/s2，或g＝10m/s2.,特別提醒：重力加速度的方向?yàn)樨Q直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂線來確定．,特別提醒：應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)的推論和幾個(gè)比例來解題有時(shí)會(huì)使問題變得更為快捷、簡(jiǎn)單．,1．綿延千年的錯(cuò)誤：公元前4世紀(jì)的希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：物體下落的快慢是由物體的重量決定的，物體越重，下落得越快．亞里士多德的論斷影響深遠(yuǎn)，在其后兩千多年的時(shí)間里，人們一直信奉他的學(xué)說．,2．邏輯的力量：①1

5、6世紀(jì)末，意大利比薩大學(xué)的青年學(xué)者伽利略，對(duì)亞里士多德的論斷表示了懷疑，他在1638年出版的《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書中對(duì)此做出了評(píng)論．②伽利略以大石頭和小石頭為例，用“歸謬法”否定了亞里士多德的“重物下落快，輕物下落慢”的論斷．③伽利略的觀點(diǎn)：重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快．,1．伽利略的研究方法(1)運(yùn)用“歸謬法”否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落慢的論斷；(2)提出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)

6、動(dòng)的假說；(3)由于不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，伽利略采用了間接驗(yàn)證的方法．,2．伽利略的科學(xué)方法對(duì)現(xiàn)象一般觀察→提出猜想→運(yùn)用邏輯推理→實(shí)驗(yàn)對(duì)推理驗(yàn)證→對(duì)猜想進(jìn)行修正(補(bǔ)充)→推廣應(yīng)用這種方法到現(xiàn)在仍然一直是物理學(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)的真正開端，也有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展．伽利略將實(shí)驗(yàn)與邏輯思維相聯(lián)系進(jìn)行科學(xué)研究的思想，開辟了一條科學(xué)研究之路．,例1大氣層是我們地球生命賴以生

7、存的屏障，每天都有很多小隕石落入地球大氣層中，但當(dāng)它們進(jìn)入大氣層后，由于空氣的摩擦生熱，絕大部分小隕石還沒有到達(dá)地面便已經(jīng)被燒毀．現(xiàn)在人類向太空發(fā)射的飛行器、衛(wèi)星等當(dāng)超過一定使用年限后，也讓它們進(jìn)入大氣層燒毀，那么小隕石等進(jìn)入大氣層后的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？,答案：不是解析：因?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)的條件之一是只受重力作用，而小隕石進(jìn)入大氣層后的運(yùn)動(dòng)速度很大，受空氣阻力很大，故不能看做自由落體運(yùn)動(dòng)．,規(guī)律總結(jié)：判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)是否為自由落體運(yùn)動(dòng)的

8、步驟(1)選取研究對(duì)象，以下落過程為研究過程．(2)分析是否有空氣阻力以及空氣阻力的影響能否忽略．(3)若運(yùn)動(dòng)可視為v0＝0只受重力作用的運(yùn)動(dòng)，則該物體的下落過程為自由落體運(yùn)動(dòng)．,變式訓(xùn)練1　科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：在月球表面沒有空氣，重力加速度約為地球表面處重力加速度的1/6.若宇航員登上月球后，在空中同一高度處同時(shí)由靜止釋放羽毛和鉛球，忽略地球和其他星球?qū)λ鼈兊挠绊懀韵抡f法中正確的是 (　　)A．羽毛將加速上升，鉛球?qū)⒓铀傧侣銪

9、．羽毛和鉛球都將下落，且同時(shí)落到月球表面C．羽毛和鉛球都將下落，但鉛球先落到月球表面D．羽毛和鉛球都將下落，且落到月球表面的速度相同答案：BD,解析：羽毛和鉛球在月球表面時(shí)只受重力，故它們均做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們同時(shí)落地，落地時(shí)的速度為v＝，選項(xiàng)A、C錯(cuò)，B、D對(duì)．,例2關(guān)于重力加速度的說法中，不正確的是(　　)A．重力加速度g是標(biāo)量，只有大小沒有方向，通常計(jì)算中g(shù)取9.8m/s2B．在地面上不同的地方，g的大小不同，但它們相差

10、不是很大C．在地球上同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，離地面高度越大重力加速度g越小答案：A,解析：首先，重力加速度是矢量，方向豎直向下，與重力的方向相同．在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8m/s2左右，所以A不正確，B正確；在地球表面同一地點(diǎn)，g的值都相同，但隨著高度的增大，g的值逐漸變小，所以C、D正確．,規(guī)律總結(jié)：在地球的不同地方，g值不同：g值隨緯度的升高而增大，因

11、此處理這類問題時(shí)需注意物體的位置是否變動(dòng)．,變式訓(xùn)練2　關(guān)于重力加速度下面四種說法正確的是(　　)A．重力加速度表示自由下落的物體運(yùn)動(dòng)的快慢B．重力加速度表示自由下落的物體運(yùn)動(dòng)速度變化的大小C．重力加速度表示自由下落的物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢D．輕重不同的物體的重力加速度不同答案：C,解析：加速度表示物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢，因此重力加速度表示自由下落物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢，選項(xiàng)C正確．表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢是速度，而不是加速度，所

12、以A錯(cuò)誤．速度變化的大小與時(shí)間之比才是加速度，所以B錯(cuò)誤．同一地點(diǎn)所有物體的自由下落加速度都相等，所以D錯(cuò)誤．,例3一條鐵鏈AB長(zhǎng)0.49m，系于A端使它豎直下垂．然后讓它自由落下，求整條鏈條通過懸點(diǎn)下方2.45m處小孔O時(shí)所需的時(shí)間．答案：7.5×10－2s,規(guī)律總結(jié)：應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題的步驟(1)確定研究對(duì)象，選定研究過程，明確物體做自由落體運(yùn)動(dòng)．(2)將v0＝0、a＝g代入到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及推論中，

13、得到對(duì)應(yīng)于自由落體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)形式．(3)取豎直向下為正方向，把各已知量代入所選的方程中求解．,變式訓(xùn)練3　自由下落的物體，在落地前的最后1s內(nèi)下落了25m，問此物體是從離地面多高的地方開始下落的？(g取10m/s2)答案：45m,例4物理學(xué)家于2002年9月評(píng)出十個(gè)最“美”的物理實(shí)驗(yàn)．這種“美”是一種經(jīng)驗(yàn)概念：最簡(jiǎn)單的儀器和設(shè)備，最根本、最單純的科學(xué)結(jié)論．其實(shí)，科學(xué)美蘊(yùn)藏于各科的實(shí)驗(yàn)之中，有待于我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中不斷地感悟

14、和發(fā)現(xiàn)．伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)和加速度實(shí)驗(yàn)均被評(píng)為最“美”的實(shí)驗(yàn)．,在加速度實(shí)驗(yàn)中，伽利略將光滑直木板槽傾斜固定，讓銅球從木槽頂端沿斜面由靜止滑下，并用水鐘測(cè)量銅球每次下滑的時(shí)間，研究銅球運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的關(guān)系．亞里士多德曾預(yù)言銅球的運(yùn)動(dòng)速度是均勻不變的，而伽利略卻證明銅球運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的平方成正比．請(qǐng)將亞里士多德的預(yù)言和伽利略的結(jié)論分別用公式表示(其中路程用s、速度用v、加速度用a、時(shí)間用t表示)．亞里士多德的預(yù)言：________

15、；伽利略的結(jié)論：__________.,伽利略的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之所以成功，主要原因是在自由落體實(shí)驗(yàn)中，忽略了空氣阻力，抓住了重力這一主要因素．在加速度實(shí)驗(yàn)中，伽利略選用光滑直木板槽和銅球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，目的是為了減小銅球運(yùn)動(dòng)過程中的__________，同時(shí)抓住__________這一主要因素．,變式訓(xùn)練4　1961年，美國(guó)《科學(xué)》雜志刊登了根據(jù)伽利略當(dāng)年描述的實(shí)驗(yàn)裝置所進(jìn)行的一項(xiàng)重復(fù)性斜面實(shí)驗(yàn)．該實(shí)驗(yàn)的傾角為3.73°，使用水鐘測(cè)量

16、時(shí)間，其結(jié)果見下表：,根據(jù)以上數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要敘述一下伽利略當(dāng)年的工作方法．解析：(1)通過邏輯思維，大膽質(zhì)疑，向權(quán)威挑戰(zhàn)．(2)科學(xué)猜想，提出假說：自由落體運(yùn)動(dòng)的速度均勻變化．(3)數(shù)學(xué)推理，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，位移x∝t2.(4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，上面的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)表明：x∝t2.,一、物體只在____________作用下，從____________開始的豎直下落運(yùn)動(dòng)，稱為自由落體運(yùn)動(dòng)．二、同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同

17、，這個(gè)加速度叫____________，通常用g表示．實(shí)驗(yàn)表明，在地球表面不同地方的g值略有不同，通常g取____________m/s2.,三、自由落體運(yùn)動(dòng)屬于初速度為____________的____________直線運(yùn)動(dòng)．自由落體運(yùn)動(dòng)的速度公式為____________．自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式為____________．四、伽利略的研究方法：1．運(yùn)用“____________”否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落

18、慢的論斷．2．提出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)——____________的假說．3．由于不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，伽利略采用了____________的方法．,自主校對(duì)：一、重力　靜止二、重力加速度　9.8三、零　勻加速　v＝gt　x＝gt2四、1.歸謬法　2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)　3.間接驗(yàn)證,1．下列說法中正確的是(　　)A．從靜止開始下落的物體都必做自由落體運(yùn)動(dòng)B．從地球表面附近做自由落體運(yùn)

19、動(dòng)的物體，重力加速度都是相等的C．自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的方向總是豎直向下的D．滿足速度跟時(shí)間成正比的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)答案：C,解析：物體只受重力作用從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)．自由落體加速度大小是隨著緯度變化而變化的，且方向豎直向下，所以B錯(cuò)，C對(duì)．運(yùn)動(dòng)速度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比的運(yùn)動(dòng)，是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，但它不一定是自由落體運(yùn)動(dòng)，所以D錯(cuò)．,答案：C,3．從屋頂先后落下兩滴水A和B，在B落下2s后，A、

20、B之間的距離為24.5m，則A比B早下落多長(zhǎng)時(shí)間？(不計(jì)空氣阻力)答案：1s,蹦極起源于太平洋的瓦努阿圖群島，是當(dāng)?shù)赝林说某赡甓Y：男子滿18歲時(shí)，必須用藤蔓綁住雙腳從20米高的筑臺(tái)跳下去，才可以成為真正的男人．現(xiàn)在它已成為一種挑戰(zhàn)人類意志極限、體驗(yàn)“重生”的現(xiàn)代體育運(yùn)動(dòng)，又稱“高空彈跳”，風(fēng)行于歐美及亞太地區(qū)，近些年才被引進(jìn)到中國(guó)．,現(xiàn)代的“蹦極”就是跳躍者站在約40米以上(相當(dāng)于10層樓高)高度的橋梁、塔頂、高樓、吊車甚至熱氣球上