《自由落體運(yùn)動(dòng)》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT課件
第一部分內(nèi)容:學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道自由落體運(yùn)動(dòng)的條件、性質(zhì)和特點(diǎn).(重點(diǎn))
2.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度,知道在地球上不同地方,重力加速度的大小不同.
3.了解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,領(lǐng)悟他的研究方法.(難點(diǎn))
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT,第二部分內(nèi)容:新知探究
一、自由落體運(yùn)動(dòng)
1.亞里士多德的觀點(diǎn):物體下落的快慢是由它們的______決定的.
2.伽利略的研究
(1)歸謬:伽利略從______________的論斷出發(fā),通過(guò)邏輯推理,否定了他的論斷.
(2)猜想:自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng),它的速度應(yīng)該是____________的.
3.自由落體運(yùn)動(dòng)
(1)定義:物體只在______作用下從______開始下落的運(yùn)動(dòng).
(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì):初速度為零的________直線運(yùn)動(dòng).
二、自由落體加速度
1.定義:在同一地點(diǎn),一切物體自由下落的加速度都______,這個(gè)加速度叫做自由落體加速度,也叫做______________,通常用g表示.
2.方向:總是____________.
3.大。涸诘厍蛏喜煌牡胤剑琯的大小是不同的.一般的計(jì)算中,g取____________,近似計(jì)算時(shí),g取____________.
三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
1.速度公式:v=______.
2.位移公式:h=______.
3.速度位移公式:v2=______.
自我檢測(cè)
思維辨析
(1)初速度為零的下落運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng).( )
(2)只在重力作用下的下落運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng).( )
(3)重力加速度方向一定指向地心.( )
(4)物體越重,重力加速度越大,下落得越快.( )
(5)亞里士多德研究自然規(guī)律的方法是實(shí)驗(yàn)的方法.( )
(6)伽利略研究自然規(guī)律的方法是猜想和假設(shè)、數(shù)學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法.( )
基礎(chǔ)理解
(1)(2019•平谷期末)BBC科學(xué)節(jié)目《HumanUniverse》曾經(jīng)在世界最大的真空實(shí)驗(yàn)室里做了這樣的實(shí)驗(yàn):在真空環(huán)境下,從同一高度同時(shí)由靜止釋放鐵球和羽毛,根據(jù)已學(xué)知識(shí)判斷,我們會(huì)看到的現(xiàn)象是( )
A.鐵球下落快
B.羽毛下落快
C.鐵球和羽毛下落一樣快
D.鐵球和羽毛都不會(huì)下落
提示:選C.如果室內(nèi)充滿空氣時(shí),由于空氣阻力的影響,二者均不做自由落體運(yùn)動(dòng),同時(shí)因羽毛受空氣阻力的影響較大,故鐵球和下落得快;在真空環(huán)境下,由于兩者均只受重力作用而做自由落體運(yùn)動(dòng),故鐵球和羽毛下落一樣快,故C正確、A、B、D錯(cuò)誤.
(2)如圖是著名的比薩斜塔.傳說(shuō)伽利略曾在比薩斜塔上做過(guò)實(shí)驗(yàn).伽利略讓重的鐵球和輕的鐵球同時(shí)下落,發(fā)現(xiàn)兩球幾乎同時(shí)落地,僅僅相差“兩指寬”.這是為什么呢?
提示:“幾乎同時(shí)落地”證明:相同時(shí)間內(nèi),重的鐵球和輕的鐵球下落高度幾乎相同.“二指寬”的差別是空氣阻力造成的.
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT,第三部分內(nèi)容:師生互動(dòng)
對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解和應(yīng)用
問(wèn)題導(dǎo)引
如圖所示,一個(gè)小金屬球從離地h高處由靜止釋放,小球下落一段時(shí)間落地.試結(jié)合上述現(xiàn)象討論:
(1)小球的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是什么?
(2)怎樣確定小球的落地時(shí)間及速度?
要點(diǎn)提示 (1)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng):v0=0,a=g.
(2)可由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式h=12gt2及v2=2gh確定落地時(shí)間和速度.
【核心深化】
1.自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)
自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度v0=0,加速度a=g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),它只是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例.
注意:物體在其他星球上也可以做自由落體運(yùn)動(dòng),但同一物體在不同的星球上所受重力一般不同,所以下落時(shí)的加速度一般不同.
2.自由落體加速度——重力加速度
產(chǎn)生原因 由于地球上的物體受到地球的吸引而產(chǎn)生
大小
與物體質(zhì)量無(wú)關(guān),與所處于地球上的位置及距地面的高度有關(guān),在一般的計(jì)算中,可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2
與緯度關(guān)系
在地球表面上,重力加速度隨緯度的增加而增大,在赤道處重力加速度最小,在兩極處重力加速度最大,但差別很小
關(guān)鍵能力1 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解
(多選)(2019•濟(jì)南高一月考)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)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(yùn)動(dòng)
B.一個(gè)鋼球在地球表面自由下落,可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)
C.在地球上同一地點(diǎn),一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中落至同一高度時(shí)的加速度都相同
D.輕物體和重物體的重力加速度不同
關(guān)鍵能力2 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
從離地面80 m的空中自由落下一個(gè)小球,(不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s2)求:
(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球落到地面上;
(2)小球下落到地面時(shí)的速度;
(3)小球自開始下落計(jì)時(shí),在最后1 s內(nèi)的位移.
關(guān)鍵能力3 等效轉(zhuǎn)換法解決自由落體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
(2019•長(zhǎng)樂期末)青青是一個(gè)善于思考的女孩,她在學(xué)過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律后,對(duì)自家房屋屋檐下落的雨滴產(chǎn)生了興趣.此屋檐離地面高度為3.2 m,她坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時(shí)間滴下一滴水,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滴分別位于窗戶的上、下沿,如圖所示.g取10 m/s2,求:窗戶的上、下邊沿高度差是多少?
規(guī)律總結(jié)
(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),其加速度為g,g的大小與重力的大小無(wú)關(guān),所有的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律都適用于自由落體運(yùn)動(dòng),但要注意,當(dāng)問(wèn)題指明(或有暗示)空氣阻力不能忽略時(shí),物體從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)就不再是自由落體運(yùn)動(dòng).
(2)自由落體運(yùn)動(dòng)的三點(diǎn)注意
規(guī)律相同 任何物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同
運(yùn)動(dòng)速度 由v=gt知,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng),速度越大,運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間成正比;由v=2gh知,下落高度越大,速度越大,下落高度決定速度的大小
下落時(shí)間 由h=12gt2得t=2hg,即自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落的高度決定
【達(dá)標(biāo)練習(xí)】
1.(2019•安徽青陽(yáng)高一期中)小明搖動(dòng)蘋果樹,從同一高度有一個(gè)蘋果和一片樹葉同時(shí)從靜止下落,發(fā)現(xiàn)蘋果先落地,則以下說(shuō)法正確的是( )
A.蘋果和樹葉的運(yùn)動(dòng)都是自由落體運(yùn)動(dòng)
B.蘋果和樹葉的運(yùn)動(dòng)都能看成自由落體運(yùn)動(dòng)
C.蘋果的運(yùn)動(dòng)可以近似看成自由落體運(yùn)動(dòng),樹葉的運(yùn)動(dòng)則不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)
D.假如地球上沒有空氣,則蘋果和樹葉也不會(huì)同時(shí)落地
2.(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.它是v0=0、a=g、方向豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.在開始連續(xù)的三個(gè)1 s內(nèi)通過(guò)的位移之比是1∶3∶5
C.在開始連續(xù)的三個(gè)1 s末的速度之比是1∶2∶3
D.從開始運(yùn)動(dòng)到下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所經(jīng)歷的時(shí)間之比為1∶2∶3
3.(2019•佛山期末)曉筱同學(xué)在一次觀看跳水比賽時(shí),想到一個(gè)問(wèn)題:水池的水至少要多深,才能保證運(yùn)動(dòng)員的安全?他做了如下假設(shè):比賽時(shí),運(yùn)動(dòng)員在距水面10 m的跳臺(tái)向上跳起,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)重心離跳臺(tái)約1.25 m.然后自由下落;忽略空氣阻力,將運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)點(diǎn),其在水中做減速直線運(yùn)動(dòng);上網(wǎng)查得平均加速度大小為25 m/s2,g取10 m/s2.請(qǐng)你幫曉筱計(jì)算:
(1)運(yùn)動(dòng)員落至水面時(shí)的速度;
(2)為了避免運(yùn)動(dòng)員與池底碰撞,水池的最小水深.
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT,第四部分內(nèi)容:核心素養(yǎng)聚焦
自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用
一般運(yùn)動(dòng)具有多對(duì)象、多過(guò)程特征.其中典型的問(wèn)題如下:
(1)自由落體與豎直上拋物體的相遇問(wèn)題
當(dāng)兩個(gè)物體從不同位置先后做自由落體運(yùn)動(dòng),或兩個(gè)物體分別做自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí),兩物體在空中相遇的條件都是兩物體在同一時(shí)刻位于同一位置.
上述兩個(gè)物體的相遇問(wèn)題,可以以地面為參考系,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律并結(jié)合位移關(guān)系和時(shí)間關(guān)系求解,也可以以某一物體為參考系,根據(jù)兩物體相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)并結(jié)合相對(duì)位移和時(shí)間關(guān)系求解.
對(duì)兩個(gè)分別做自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體在空中相遇的問(wèn)題,還可以結(jié)合豎直上拋運(yùn)動(dòng)的臨界條件如“恰好到達(dá)最高點(diǎn)”“恰好返回地面”等,求解上升過(guò)程或下降過(guò)程相遇的條件等.
(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)中的多體問(wèn)題
豎直上拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)中的多體問(wèn)題一般具有如下特征:
①每個(gè)物體都經(jīng)歷相同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程;
②每個(gè)物體開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差相等.
對(duì)此類問(wèn)題,如水龍頭滴水、雜技演員連續(xù)拋球、直升機(jī)定點(diǎn)空投等問(wèn)題,可把多體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單體問(wèn)題后進(jìn)行求解.
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