《自由落體運(yùn)動(dòng)》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT教學(xué)課件
第一部分內(nèi)容：課標(biāo)要求
1．理解什么是自由落體運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
2．知道自由落體運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生條件、特點(diǎn)。
3．知道什么是自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，知道它的方向。
4．熟練運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決簡(jiǎn)單問(wèn)題。
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT，第二部分內(nèi)容：自學(xué)新教材
一、自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
1．填一填
(1)實(shí)驗(yàn)探究——牛頓管實(shí)驗(yàn)
①當(dāng)玻璃管內(nèi)有空氣時(shí)，羽毛比硬幣下落___得多。
②抽去玻璃管內(nèi)部分空氣，羽毛比硬幣下落得還是___，但下落時(shí)間相差___。
③繼續(xù)抽取玻璃管內(nèi)的空氣，使其接近真空，羽毛與硬幣下落的快慢___。
(2)自由落體運(yùn)動(dòng)
2.判一判
(1)從同一高度，將一張紙和由同樣的紙揉成的紙團(tuán)一起由靜止釋放，紙團(tuán)下落的快是因?yàn)槭艿娇諝庾枇^小的緣故。( )
(2)初速度為零的下落運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)。( )
(3)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．選一選
(1)在真空中，將蘋(píng)果和羽毛同時(shí)從同一高度由靜止釋放，下列頻閃照片中符合事實(shí)的是( )
(2)對(duì)于從蘋(píng)果樹(shù)上同一高度同時(shí)落下的蘋(píng)果和樹(shù)葉，下列說(shuō)法正確的是( )
A．蘋(píng)果和樹(shù)葉都可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)
B．蘋(píng)果可以近似地看成自由落體運(yùn)動(dòng)，樹(shù)葉不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)
C．蘋(píng)果和樹(shù)葉都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)
D．即便是地球上沒(méi)有空氣，蘋(píng)果和樹(shù)葉也不會(huì)同時(shí)落地
二、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度
1．填一填
(1)定義：物體自由下落時(shí)具有的加速度源于物體所受的重力作用，稱(chēng)為_(kāi)___加速度，常用字母____表示。
(2)大�。涸诘厍虮砻嫫浯笮‰S緯度的增加而增加，通常情況下取g＝9.8 m/s2，在估算時(shí)可取____。
(3)方向：地球上重力加速度的方向總是____，與重力方向____。
(4)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
①速度公式v＝____；
②位移公式h＝12gt2；
③速度與位移關(guān)系式v2＝____。
2．判一判
(1)物體越重，重力加速度越大，下落的越快。( )
(2)重力加速度的方向總是垂直向下。( )
(3)重力加速度的大小總是等于9.8 m/s2。( )
3．選一選
(1)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度g，下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A．重的物體g值大
B．同一地點(diǎn)，輕、重物體的g值一樣大
C．g值在地球上任何地方都一樣
D．g值在赤道處大于北極處
(2)從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動(dòng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間。兩位同學(xué)合作，用刻度尺可測(cè)得人的反應(yīng)時(shí)間。如圖甲所示，A同學(xué)握住尺的上端，B同學(xué)在尺的下部做握尺的準(zhǔn)備(但不與尺接觸)，當(dāng)看到A同學(xué)放開(kāi)手時(shí)，B同學(xué)立即握住尺。若B同學(xué)做握尺準(zhǔn)備時(shí)，手指位置如圖乙所示，而握住尺時(shí)的位置如圖丙所示，由此測(cè)得B同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間約為( )
A．2.0 s B．0.30 s
C．0.10 s D.0.04 s
三、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索回眸
1．填一填
(1)亞里士多德的觀點(diǎn)
重物比輕物下落得快，即物體下落速度與重力成正比。
(2)伽利略關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探索
①問(wèn)題：推理否定了亞里士多德關(guān)于重物比輕物下落____的論斷；
②猜想：自由落體運(yùn)動(dòng)是_____直線運(yùn)動(dòng)；
③數(shù)學(xué)推理：如果a為常數(shù)，s與 t2成正比；
④間接實(shí)驗(yàn)：小球在斜面上做_____直線運(yùn)動(dòng)，在傾角變大時(shí)其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)_____；
⑤合理外推：當(dāng)傾角為90°(即小球自由下落)時(shí)，小球仍做__________直線運(yùn)動(dòng)。
(3)伽利略的研究方法
伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法是抽象思維、__________和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法。
2．判一判
(1)亞里士多德研究自然規(guī)律的方法是實(shí)驗(yàn)的方法。( )
(2)伽利略研究自然規(guī)律的方法是猜想、假設(shè)、數(shù)學(xué)推理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法。( )
(3)理想斜面實(shí)驗(yàn)是通過(guò)“合理外推”得出自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的，并沒(méi)有直接驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。( )
3．選一選
(1)下列敘述不符合史實(shí)的是( )
A．古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為物體越重，下落得越快
B．伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點(diǎn)有自相矛盾的地方
C．伽利略認(rèn)為，如果沒(méi)有空氣阻力，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快
D．伽利略用實(shí)驗(yàn)直接證實(shí)了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
(2)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖所示，可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過(guò)程，對(duì)這一過(guò)程的分析，下列說(shuō)法正確的是( )
A．甲、乙、丙、丁圖都是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
B．丁圖是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲、乙、丙圖是經(jīng)過(guò)合理的外推得到的結(jié)論
C．運(yùn)用丁圖的實(shí)驗(yàn)，可“放大”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯
D．運(yùn)用甲圖的實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT，第三部分內(nèi)容：提升新知能
突破點(diǎn)一 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解
[學(xué)透用活]
1．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型
自由落體運(yùn)動(dòng)只有在真空條件下才能發(fā)生，在實(shí)際應(yīng)用中，由于物體下落受空氣阻力的作用，物體并不是做自由落體運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)空氣阻力比重力小得多，可以忽略時(shí)，物體的下落才可視為自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)處理。
2．自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)
初速度為零，加速度a＝g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
3．運(yùn)動(dòng)圖像
自由落體運(yùn)動(dòng)的vt圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，斜率k＝g。
[典例1] [多選]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
[對(duì)點(diǎn)練清]
1．[多選]關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)
B．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)
D．當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計(jì)時(shí)，物體自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)
2．甲物體的重力是乙物體重力的3倍，它們?cè)谕桓叨忍幫瑫r(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．甲比乙先著地 B．甲比乙的加速度大
C．甲、乙同時(shí)著地 D.無(wú)法確定誰(shuí)先著地
3．關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是( )
A．質(zhì)量大的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度大
B．從水平飛行著的飛機(jī)上釋放的物體將做自由落體運(yùn)動(dòng)
C．雨滴下落的過(guò)程做自由落體運(yùn)動(dòng)
D．從水龍頭上滴落的水滴的下落過(guò)程，可近似視為自由落體運(yùn)動(dòng)
突破點(diǎn)二 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
[學(xué)透用活]
1．自由落體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本公式：自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例，其規(guī)律如下表所示：
2.初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系
[規(guī)律方法]
應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題的思路和方法
(1)首先將題目中的日常生活信息進(jìn)行加工處理，選擇有用的已知信息，排除干擾因素。
(2)在分析信息的基礎(chǔ)之上進(jìn)行科學(xué)的模型抽象，建立物理模型，將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為理想的物理過(guò)程。
(3)根據(jù)已知條件和自由落體運(yùn)動(dòng)模型遵循的物理規(guī)律，選擇準(zhǔn)確的物理公式列方程，代入數(shù)值求解。
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT，第四部分內(nèi)容：訓(xùn)練新素養(yǎng)
一、STSE類(lèi)問(wèn)題，體現(xiàn)活學(xué)活用
伽利略是偉大的物理學(xué)家和天文學(xué)家，意大利比薩大學(xué)和帕多瓦大學(xué)的教授，他融會(huì)貫通了當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)，在研究工作中開(kāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)之先河，奠定了現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)。
在他所處的歷史時(shí)代，文藝復(fù)興絕不限于文學(xué)藝術(shù)的復(fù)興，也是一次前所未有的科學(xué)振興。文藝復(fù)興的精神打破了束縛人們思想的桎梏，激發(fā)起人們對(duì)自然的興趣和對(duì)自然的探索�；钴S在人們心中的各種思想，終于得到了實(shí)在的結(jié)果。對(duì)于伽利略的成就和獲得成就的方法，愛(ài)因斯坦的贊揚(yáng)最具有代表性：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。”
伽利略的科學(xué)生涯并不是一帆風(fēng)順的。他制作了天文望遠(yuǎn)鏡(如圖)，并用它觀測(cè)天空。觀測(cè)結(jié)果支持了天文學(xué)的新學(xué)說(shuō)——日心說(shuō)。然而，日心說(shuō)與《圣經(jīng)》相抵觸。伽利略不得不用《圣經(jīng)》的語(yǔ)言來(lái)解釋日心說(shuō)，即便如此，仍然不能逃避教會(huì)對(duì)他的指控和迫害�！蛾P(guān)于兩個(gè)世界體系的對(duì)話》使日心說(shuō)變成摧毀教會(huì)教義和傳統(tǒng)“科學(xué)”框架的理論，因此立刻成為禁書(shū)。1633年伽利略被羅馬宗教裁判所判刑入獄(后來(lái)改為在家監(jiān)禁)。盡管如此，他仍堅(jiān)持研究工作，并將自由落體等方面的研究成果轉(zhuǎn)送荷蘭，于1638年出版了《兩種新科學(xué)的對(duì)話》。這部著作的出版，奠定了伽利略作為近代力學(xué)創(chuàng)始人的地位。
時(shí)隔359年，羅馬教廷于1992年承認(rèn)對(duì)伽利略的壓制是錯(cuò)誤的，并為他“恢復(fù)名譽(yù)”。但是教會(huì)對(duì)科學(xué)的干涉和對(duì)伽利略的迫害所造成的嚴(yán)重后果是無(wú)法挽回的。以前一直是人才輩出的意大利，在伽利略之后，它的科學(xué)活動(dòng)很快衰落下去，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，沒(méi)有再產(chǎn)生過(guò)重要的科學(xué)家。
請(qǐng)上網(wǎng)查閱一下，伽利略在物理學(xué)和天文學(xué)方面都有哪些成就。
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當(dāng)十
頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段。在暗室中，照相機(jī)的快門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。如圖是小球自由下落時(shí)的頻閃照片示意圖，頻閃儀每隔0.04 s閃光一次。如果要通過(guò)這幅照片測(cè)量自由落體的加速度，可以采用哪幾種方法？試一試。
已知照片中的數(shù)字是小球落下的距離，單位是cm。
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