《自由落體運(yùn)動(dòng)》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT免費(fèi)課件
第一部分內(nèi)容：[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件．
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的特點(diǎn)，建立重力加速度的概念．知道重力加速度的大小、方向．(重點(diǎn))
3.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題．(難點(diǎn))
4.了解伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法，領(lǐng)會(huì)伽利略的科學(xué)思想．
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT，第二部分內(nèi)容：自主預(yù)習(xí)探新知
知識(shí)梳理
一、自由落體運(yùn)動(dòng)
1．定義：物體只在______作用下從______開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)．
2．特點(diǎn)
(1)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：初速度等于 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
(2)受力特點(diǎn)：只受______作用．
(3)物體下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：在實(shí)際中物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用，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)，物體的下落才可當(dāng)作______運(yùn)動(dòng)來(lái)處理．
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)加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．
2．方向：______．
3．大小
(1)在地球上的同一地點(diǎn)：一切物體自由下落的加速度都______．
(2)在地球上不同的地點(diǎn)，g的大小一般是 (A.相同 B．不同)的，g值隨緯度的增大而逐漸______．
(3)一般取值：g＝______ 或g＝______ .
4．自由落體的速度、位移與時(shí)間的關(guān)系式
v＝______.
x＝______.
三、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究
1．問(wèn)題發(fā)現(xiàn)
亞里士多德觀點(diǎn)：重物下落得______，輕物下落得______．
矛盾：把重物和輕物捆在一起下落，會(huì)得出兩種矛盾的結(jié)論．
伽利略觀點(diǎn)：重物與輕物下落得______．
2．猜想與假說(shuō)
伽利略猜想落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡(jiǎn)單的______運(yùn)動(dòng)，并指出這種運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是______變化的假說(shuō)．
3．理想斜面實(shí)驗(yàn)
(1)如果速度隨時(shí)間的變化是均勻的，初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移x與運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t的平方成_____，即x∝t 2.
(2)讓小球從斜面上的不同位置由靜止?jié)L下，測(cè)出小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移x和所用的時(shí)間t.
(3)斜面傾角一定時(shí)，判斷x∝t 2是否成立．
(4)改變小球的質(zhì)量，判斷x∝t 2是否成立．
(5)將斜面傾角外推到θ＝90°情況——小球自由下落，認(rèn)為小球仍會(huì)做_____運(yùn)動(dòng)，從而得到了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．
4．伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法：把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來(lái)．他給出了科學(xué)研究過(guò)程的基本要素：對(duì)現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯得出推論→通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)→對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣．
基礎(chǔ)自測(cè)
1．正誤判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)在空氣中自由釋放的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)． ( )
(2)物體在真空中一定做自由落體運(yùn)動(dòng)． ( )
(3)自由釋放的物體只在重力作用下一定做自由落體運(yùn)動(dòng)．( )
(4)在同一地點(diǎn)，輕重不同的物體自由落體加速度一樣大．( )
(5)自由落體加速度的方向垂直于地面向下． ( )
2．(多選)在忽略空氣阻力的情況下，讓石塊和木塊從同一高度同時(shí)從靜止開(kāi)始下落，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．重的石塊先著地
B．輕的木塊先著地
C．在著地前的任一時(shí)刻，二者具有相同的速度和位移
D．二者在下落這段時(shí)間內(nèi)的平均速度相等
3．下列哪位科學(xué)家首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來(lái)，從而有力地推動(dòng)了人類科學(xué)的發(fā)展( )
A．亞里士多德 B．伽利略
C．牛頓 D．愛(ài)因斯坦
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT，第三部分內(nèi)容：合作探究攻重難
研究自由落體運(yùn)動(dòng)
1.對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解
(1)自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：
①運(yùn)動(dòng)條件：初速度為零．
②受力條件：除重力外不受其他力的作用．
(2)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型．
①這種模型忽略了次要因素——空氣阻力，突出了主要因素——重力．實(shí)際中，物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運(yùn)動(dòng)．
②當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，物體由靜止開(kāi)始的下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)．如在空氣中石塊的自由下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)，空氣中羽毛的下落不能看作自由落體運(yùn)動(dòng)．
(3)自由落體運(yùn)動(dòng)的圖像：自由落體運(yùn)動(dòng)的vt圖像(如圖所示)是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，斜率k＝g.
2．研究自由落體運(yùn)動(dòng)的方法
(1)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行研究．
(2)利用頻閃照片進(jìn)行研究．
3．自由落體運(yùn)動(dòng)的重要推論
(1)整個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)的平均速度v等于末速度v的一半，也等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度vt2，即v＝v2＝vt2.
(2)在連續(xù)相等的時(shí)間(T)內(nèi)位移之差為一恒定值，即Δh＝gT2.
(3)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此其規(guī)律與初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)相同，即：x＝gt，h＝12gt2，v2＝2gh.
規(guī)律方法
處理自由落體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，首先要善于根據(jù)題意，靈活運(yùn)用公式，特別是注意如下特殊問(wèn)題的求解：對(duì)于不可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體的運(yùn)動(dòng)，比如鐵鏈自由下落，計(jì)算經(jīng)過(guò)某點(diǎn)所用的時(shí)間時(shí)，由于它有一定的長(zhǎng)度，經(jīng)過(guò)這一點(diǎn)時(shí)不是一瞬間，而是一段時(shí)間，解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是選準(zhǔn)研究過(guò)程，找準(zhǔn)與這段研究過(guò)程的起點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的位移，解答過(guò)程中應(yīng)借助示意圖，搞清楚物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的.
重力加速度與重力加速度的測(cè)量
1.重力加速度
(1)產(chǎn)生原因：由于地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生．
(2)大小
一般計(jì)算可取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2，沒(méi)有特殊說(shuō)明時(shí)，按g＝9.8 m/s2計(jì)算．
重力加速度的大小與在地球上的位置及距地面的高度有關(guān)
與緯度的關(guān)系 在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大，即赤道處重力加速度最小，兩極處重力加速度最大，但差別很小
與高度的關(guān)系 在地面上的同一地點(diǎn)，重力加速度隨高度的增加而減小，但在一定的高度內(nèi)，可認(rèn)為重力加速度的大小不變
(3)方向：豎直向下．由于地球是一個(gè)球體，各處的重力加速度的方向是不同的．豎直向下是指與水平面垂直．只有在赤道或兩極時(shí)重力加速度才指向地心．
2．重力加速度的測(cè)量
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法
①利用如圖所示裝置，讓物體自由下落打出點(diǎn)跡清晰的紙帶．
②對(duì)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x進(jìn)行測(cè)量，利用g＝xn－xn－1T2，求出重力加速度．
(2)頻閃照相法
①頻閃照相機(jī)可以間隔相等的時(shí)間拍攝一次，利用頻閃照相機(jī)的這一特點(diǎn)可追蹤記錄做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在各個(gè)時(shí)刻的位置(如圖所示)．
②根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的推論Δh＝gT 2可求出重力加速度g＝ΔhT 2.也可以根據(jù)vt2＝v＝xt，求出物體在某兩個(gè)時(shí)刻的速度，由g＝v－v0t，可求出重力加速度g.
(3)滴水法
如圖所示，讓水滴自水龍頭滴下，在水龍頭正下方放一個(gè)盤(pán)，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地滴下，并調(diào)節(jié)到使第一滴水碰到盤(pán)的瞬間，第二滴水正好從水龍頭口開(kāi)始下落，并且能依次持續(xù)下去．用刻度尺測(cè)出水龍頭口距盤(pán)面的高度h，再測(cè)出每滴水下落的時(shí)間T，其方法是：當(dāng)聽(tīng)到某一滴水滴落在盤(pán)上的同時(shí)，開(kāi)啟停表
課堂小結(jié)
1.亞里士多德認(rèn)為重的物體比輕的物體下落得快．伽利略的觀點(diǎn)：重物與輕物下落得同樣快．
2．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：(1)只受重力作用；(2)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．
3．緯度越高，重力加速度越大；海拔越高，重力加速度越�。�
4．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，基本運(yùn)動(dòng)學(xué)公式為：v＝gt，h＝12gt2，v2＝2gh.
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT，第四部分內(nèi)容：當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基
1．(多選)一個(gè)鐵釘和一團(tuán)棉花同時(shí)從同一高處下落，總是鐵釘先落地，這是因?yàn)? )
A．鐵釘比棉花團(tuán)重
B．棉花團(tuán)受到的空氣阻力不能忽略
C．棉花團(tuán)的加速度比重力加速度小
D．鐵釘?shù)闹亓铀俣缺让藁▓F(tuán)的重力加速度大
2．伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論是( )
A．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比
B．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比
C．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān)
D．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān)
3．一個(gè)小石塊從空中a點(diǎn)開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和c點(diǎn)．已知石塊經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度為v，經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度為3v，則ab段與bc段的位移之比為( )
A．1∶3 B．1∶5
C．1∶8 D．1∶9
4．伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書(shū)中，提出猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)他還實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該猜想．某小組依據(jù)伽利略描述的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
①讓滑塊從離擋板某一距離s處由靜止沿某一傾角θ的斜面下滑，并同時(shí)打開(kāi)裝置中的閥門(mén)，使水箱中的水流到量筒中；
②當(dāng)滑塊碰到擋板的同時(shí)關(guān)閉閥門(mén)(假設(shè)水流出均勻穩(wěn)定)；
③記錄下量筒收集的水量V；
④改變滑塊起始位置離擋板的距離，重復(fù)以上操作；
⑤測(cè)得的數(shù)據(jù)見(jiàn)表格．
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