2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第2章匀变速直线运动的研究2.4自由落体运动(1)课件

2.4自由落体运动人教版必修一\n课前导入雨滴、飘落的树叶、失手掉落的物体等,都是落体．大家由经验知道,若树叶和砖头从相同的高度同时落下,砖头会先到达地面,这类事件不免让人们认为重量越大的物体下落越快．但是,科学之所以为科学,在于它并不满足于经验．把硬币和羽毛放在一根玻璃管的底部,并抽去管里的空气,然后把它倒竖起来,你会看到它们同时到达管的另一端,而并非物体越重下落得越快．美国阿波罗飞船登上几乎没有大气的月球后,宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时下落的实验,无数观众从电视机屏幕上看到,它们并排下降,且同时落到月球表面．请你思考：1．物体只在重力作用下下落的快慢与其重力有关系吗？2．空气阻力对重的物体与轻的物体下落造成的影响有何不同？\n知识导图\n知识讲解1.探究自由落体运　动及其加速度：①.理想模型：自由落体运动是一种理想化模型,只有当自由下落物体所受空气阻力可以忽略时才可看做自由落体．②．产生条件：v0＝0,a＝g.③．相关图象a.v－t图象：因为v＝gt,所以是一条过原点的倾斜直线；斜率表示加速度,面积表示位移,如图所示．\n知识讲解b.x－t图象：因为x＝gt2,所以是一条抛物线,斜率表示该时刻的速度4．加速度(1)在同一地点,所有做自由落体运动的物体的加速度相同,均为g.(2)任意时间内速度变化量Δv＝gt,方向竖直向下．\n知识讲解2.重力加速度的测量①．用频闪照相研究自由落体运动频闪照相机可间隔相等的时间拍摄一次,利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体在各时刻的位置．利用照片,可以研究自由落体是否为匀变速运动(Δx是否为恒量),可以测量重力加速度(若T已知,利用Δx＝gT2求解),可以测量物体在某一位置的瞬时速度②．应用电磁打点计时器或电火花计时器,研究自由落体运动,通过对纸带的分析和计算,测得当地的重力加速度值,这是测定重力加速度的一种方法．\n知识讲解3.探讨伽利略的科学方法：①．伽利略第一次把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合了起来,打开了近代科学的大门,从前的学者只注重思辨不重视实验．尊重事实,敢于质疑权威是创新的必备素质．伽利略把自己的科学方法付诸应用,成功地解决了自由落体运动的运动性质问题,其中有观察,有猜想,有实验,有逻辑(包括数学推演)．他的研究方法为后人所采用,创造了科学的奇迹．②．伽利略的研究方法从教材内容我们能感受到伽利略敢于向旧观念挑战的精神、高超的推理能力、运用数学工具的能力和利用实验不断探索的精神．(1)伽利略运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断．(2)伽利略有克服困难的勇气．当时只有“快慢”之分,而他竟然在没有“速度”概念的条件下,想到速度的均匀增加,并建立速度的概念,再继续研究加速度．(3)伽利略提出自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速运动的假说．(并考虑到是相对时间,还是相对位移均匀变化的问题)(4)伽利略用间接验证的方法得出自由落体运动是匀变速运动．\n知识讲解①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x∝t2.②理想斜面实验a．运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x∝t2,是匀变速直线运动．b．不同质量的小球沿同一倾角的斜面运动,的值不变,说明它们运动的情况相同．c．不断增大斜面倾角,得出的值随之增大,说明小球做匀变速直线运动的加速度随倾角的增大而增大．d．伽利略将斜面实验结果外推到斜面倾角增大到90°的情况——小球自由下落,认为小球仍会保持匀变速直线运动的性质．③自由落体太快,当时用滴水计时无法解决,他想到利用斜面上物体的运动来“冲淡”重力．伽利略对自由落体运动的研究,创造了研究自然规律的科学方法——抽象思维、数学推导和科学实验相结合．这种方法到现在仍然一直是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法,不但标志着物理学的真正开端,也有力地推进了人类科学认识的发展,近代科学研究的大门从此打开．\n知识讲解3．伽利略对自由落体运动的研究给我们的启示(1)要善于观察,勤于思考,勇于发现问题和提出问题．(2)要合理地进行猜想与假设．(3)要科学地制定实验计划．\n经典例题例【1】：从离地500m的空中由静止开始自由落下一个小球,取g＝10m/s2,求：(1)小球经过多少时间落到地面．(2)从开始落下的时刻起,小球在第1s内的位移和最后1s内的位移．(3)小球落下一半时间的位移．由h＝500m和运动时间,根据位移公式可直接算出落地时间、第1s内位移和落下一半时间的位移．最后1s内的位移是下落总位移和前(n－1)s下落位移之差．\n经典例题例【2】：一质点从h高处自由下落,经过最后196m所用的时间是4s,若空气阻力不计,求物体下落的总时间t和下落的总高度h.(取g＝9.8m/s2)7s240.1m\n经典例题例【3】：从160m高空静止的气球上自由落下一物体,此物体下落2s后张开降落伞匀速下落,问物体共经历多长时间落到地面？(取g＝10m/s2)9s\n关于笔记学习笔记是同学们在学习活动中,通过听讲、观察和思考而记录的内容,是一种重要的学习手段．俗话“说好记性不如烂笔头”,随着时间的推移,所学知识总要有所遗忘,而学习笔记积累了大量的原始资料,稍加整理,就可以使知识系统化,便于日后复习巩固．学习笔记应以注重内容、不拘形式、发展能力为原则,起到拓宽知识、加深理解、训练思维、提高效率的作用．1．学习笔记应记什么(1)记重点①记重要的概念、原理和规律．物理概念、原理、规律的叙述常常是简洁而严谨的,一个关键的字、词往往隐藏着丰富的内涵．因此在物理概念、原理、规律的学习中,必须及时把老师在课堂上分析的这些隐藏着的潜台词整理出来,并做必要的记录．\n②记典型习题．典型习题对同学们今后的学习可起到引导、启发和示范作用,能发展分析、综合、归纳和应用知识等多方面的能力,培养思维的逻辑性和推理的严密性．③记一般规律．通常情况,老师会将类似的或有关联的问题进行分类、概念,整理其分析思路,总结一些规律性的东西．(2)记疑点、难点发现问题是认识上的进步,问题得到解决是知识水平的提高．物理学习说到底就是生疑、释疑的过程．每个同学可整理出自己学习情况的“问题集”,以便检查自己学习中遗留的问题,提高学习效率．(3)记课外知识俗话说：“处处留心皆学问．”当今社会处于信息时代,物理学习也应适应时代要求．因此,在物理学习中应广泛地阅读,细心地观察,认真地思考,随时采撷信息,使一些现象与物理知识产生神奇的碰撞,迸发出灵感的火花．\n2．记笔记时应注意的问题(1)处理好“听”、“想”、“记”的关系同学们要逐步养成手脑并用、边听边记的习惯．因高中课堂教学难度、容量都比较大,如果把“听”和“记”绝对分开进行,必然会有一些内容听不到或记不全,这必然影响学习效果．(2)及时整理笔记由于时间紧迫,笔记可能有各种缺陷,要及时补漏勘误．(3)要注意笔记的合理布局课堂笔记不要写得过密,行与行、段与段之间要留有适当的空白,以便于修改、补充和整理．\n课堂巩固题【1】：从160m高空静止的气球上自由落下一物体,此物体下落2s后张开降落伞匀减速下落,且到达地面时物体速度恰好为零．(1)求物体共经历多长时间落到地面．(2)作出v－t图象,并在图中指明已知量．(1)16s\n课堂巩固题【2】：1s/3s/(2+√7)s某人在高层楼房的阳台外侧以20m/s的速度竖直上抛一个石块,石块运动到离抛出点15m处时,所经历的时间为多少？(不计空气阻力,取g＝10m/s2)