3.3勻變速直線運動實例——自由落體運動

1、第3節(jié)、勻變速直線運動實例熟透的蘋果是怎樣下落？為什么往下落？探究歷史軌跡：亞里士多德伽利略牛頓勻變速直線運動規(guī)律 1、速度與時間的關系式: 2、位移與時間的關系式： 3、速度與位移的關系式: 4、平均速度公式:5、由打點紙帶求加速度的公式: 2012sta t （2min）s= s2s1=s3 s2= = atv=v0+atv2-v02=2asv12stv(v0+v) 1、 速度公式：v= v0+at2、位移公式：s= v0 t + at2 2 13、位移-速度公式：2as= v2- v02 4：平均速度公式:：連續(xù)相等的時間間隔（T）即：s= s2 s1= s3 s2= = aT12st知

2、識回顧（勻變速直線運動規(guī)律）（2min）v(v0+v)1、理解自由落體運動、理解是重力加速度。、理解自由落體運動、理解是重力加速度。 學習目標 2、掌握自由落體運動的規(guī)律。 3、培養(yǎng)同學們分析和綜合、推理和判判斷思維 能力。新知學習（42min）自學教材 1實驗探究 實際中，硬幣比紙片先落地是因為 的影響，把形狀和質量不同的物體，如金屬片、小羽毛、小玻璃球等，放在真空的玻璃管中，發(fā)現(xiàn)這些物體 落地了。 2自由落體運動 (1)條件：物體的 為零；物體只受 的作用 (2)定義：物體只在 作用下從 開始下落的運動 (3)性質：自由落體運動是初速度為零的 。 空氣阻力同時初速度重力重力靜止勻變速直線運

3、動落體運動提出問題？比較輕重不同的物體下落快慢實驗探討實驗結論:并不是物體越重就下落越快。影響落體運動的因素:重力和空氣阻力。 簡單 復雜1、比較輕重不同的物體下落快慢猜想2、在沒有空氣阻力時，牛頓管頻閃照相在某地任何物體自由下落的運動情況相同比薩斜塔不同物體在同一地點，同一高度，同時自由下落，則同時落地。1、特點：頻閃照片的拍攝自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。2、運動性質：打點計時器伽利略的研究粉筆紙片粉筆下落快，紙片下落得慢.從實驗現(xiàn)象得知，重的物體下落的快？是 粉筆重，紙片輕實驗一亞里士多德觀點輕重不同的物體，幾乎同時落地。重的物體不一定下落得快粉筆紙團結論實驗二伽利略觀點 到

4、底是亞里士多德的觀點正確還是伽利略的觀點正確（由任意兩個小各小組分別扮演亞里士多德和伽利略進行辯論）？爭論挺激烈究竟那個對？再做一個實驗看看！意大利的城市比薩著名的塔 伽利略1590年 1970年阿波羅飛船 在沒有空氣的阻力的情況下，重的物在沒有空氣的阻力的情況下，重的物體和輕的物體體和輕的物體下落得一樣快下落得一樣快（物體下（物體下落的快慢與物體的重量落的快慢與物體的重量無關無關）。）。原來如此！（由同學們總結）321物體下落快慢不是由輕重來決定的，是空氣阻力的原因。 物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。 “自由”的含義是只受重力、初速度為零。不同物體從同一高度做自由落

5、體運動，它們的運動情況是相同的。疑團疑團疑團（由各小組討論且相互交流）1、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。（板書）一、自由落體運動2、性質：（1）v0 = 0 （2）只受重力（板書） 這種下落運動到底是一種怎樣的運動？打破砂鍋問到底？用給出的幻燈片 39下落運動的頻閃照相圖片( 頻閃時間間隔為1/10 s )檢 驗 猜 想猜 想：這種下落運動是勻加速運動？計數(shù)點計數(shù)點位移位移s/m位移差位移差s/m重力加速度重力加速度g/（m/s2) 1s1= / / 2s2= s2 -s1= g= 3s3= s3- s2= g= 4s4=s4- s3= g=判斷自由落體運動的運動試驗記錄 計時

6、單位T=0.1s10246812141618s1s2s3s4s5若s2-s1 =s3-s2=s4-s3=s在實驗誤差范圍內是定值，就可以說明此運動為勻加速運動。取點1 23 4 連續(xù)相等時間內的位移（cm)s1 =s2=s3 =s4=連續(xù)相等時間內的位移差（cm)s2-s1=s3-s2=s4-s3=規(guī)律請同學們把紙帶上數(shù)據填寫在表中計時單位T=0.1s123453、結論：自由落體運動是一種初速度為0的勻加速直線運動。（板書） 問題 2、這種運動是同學們熟悉的那種運動？ 似曾相識！問題1、由各小組匯報在紙帶上連續(xù)相等的時間 間隔內的位移差有什么關系？相等重點詮釋 1對自由落體運動的理解 (1)自

7、由落體運動是一種理想化模型。當自由下落的物體受到的空氣阻力遠小于重力時才近似地看做自由落體運動，如在空氣中由靜止釋放的石塊。 (2)物體做自由落體運動的條件：一是初速度為零；二是僅受重力作用。 (3)自由落體運動是一種特殊的勻變速直線運動。所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動。 2判斷下落物體的運動是否是自由落體運動的方法 (1)在判斷時，如題目直接給出物體由靜止開始自由下落或忽略空氣阻力等提示語時，可將下落的運動看成自由落體運動。 (2)對于有空氣阻力的問題，若空氣阻力遠小于重力，可近似看做自由落體運動。 (3)若只是空氣阻力很小，則不能認為物體就一定做自由落體運動，因為

8、雖然空氣阻力很小，但可能空氣阻力與重力大小差不多，就不能看做自由落體運動。1關于自由落體運動，下列說法正確的是()A從靜止開始下落的物體一定做自由落體運動B若空氣阻力不能忽略，則一定是重的物體下落得快C物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自 由落體運動D只要空氣阻力的作用比較小，物體由靜止開始的下 落可視為自由落體運動解析：自由落體運動是指從靜止開始，只在重力作用下的運動。但當空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，物體由靜止開始的下落可視為自由落體運動，選項A、D錯誤，C正確；當空氣阻力不能忽略時，重的物體也不一定下落得快，例如1 g 重的小鋼球就比1 kg重的羽毛下落得快，選項B錯誤。

9、答案：C自學教材 1自由落體的加速度 (1)定義：物體自由下茖時的加速度來自 和物體之間的萬有引力，也稱為 ，用字母g表示 (2)大?。涸诘厍蛏贤坏攸c，一切物體自由下落的加速度都相同；不同的地方g的大小是不同的，但變化不大。一般的計算中，通常g取 ,在估算時，g還可以取 。隨著緯度升高，重力加速度 ；同一地區(qū)高度越大重力加速度 。 (3)方向：地球上重力加速度的方向總是 。地球重力加速度9.8 m/s210 m/s2增大越小 豎直向下2自由落體運動的公式(1)自由落體的特點：v00，ag。(2)速度公式：vt 。(3)位移公式：s 。(4)速度、位移關系式：vt2 。gt2gs 3、注意：任

10、意相等時間內速度變化量相等。即 v=gt，方向豎 直向下 (板書) 同一地點g的數(shù)值相同1、大?。?一般取 g =9.8 m/s2 g隨緯度增大而增大 粗略計算取 g =10 m/s22、方向： 豎直向下(板書)二、自由落體加速度g（又叫重力加速度）赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北極：g=9.832m/s2隨緯度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m/s2 地地 點點 緯緯 度度重力加速重力加速(ms2)特特 點點 赤道赤道 0 9.780 最小最小 廣州廣州2306 9.788 武漢武漢3033 9.794 上海上海3112 9.794 東京東京3543 9

11、.798 北京北京3956 9.801 紐約紐約4040 9.803 莫斯科莫斯科5545 9.816 北極北極90 9.832 最大最大哈哈！我也看出: 重力加速度的大小隨緯度的升高而增大重點詮釋 1影響重力加速度的因素 (1)在同一地點，一切物體的重力加速度都相同，也就是說，同一地點一切物體自由下落時速度變化的快慢都相同。 (2)在地球的不同地方，重力加速度的大小略有不同。 在地球表面，緯度越高的地方，重力加速度g的值越大 在地面上的同一地點，高度越高的地方，重力加速度g的值越小。 2自由落體運動公式的幾個推論 3關于自由落體運動的幾個比例關系式 (1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，

12、第 n s末速度之比為1 2 3 n。 (2)前1 s內，前2 s內，前3 s內，前n s內位移之比為1 4 9 n2。 (3)連續(xù)相等時間內的位移之比為1 3 5 (2n1)。2關于重力加速度，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動的快慢，方向垂 直向下B重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的大小C重力加速度表示自由下落的物體運動速度變化的快慢D輕、重不同的物體的重力加速度不同解析：重力加速度是矢量，方向豎直向下，而不是垂直向下，表示物體速度變化的快慢，但不表示速度變化的大小，故A、B錯，C對；在同一地點物體的加速度是相同的，與物體的輕重無關，D錯。答案：C自學教材

13、(1)從邏輯推理上否定了亞里士多德關于重物體 、輕物體 的論斷。 (2)提出了“自由落體運動是一種最簡單的變速運動 ”的假說。 (3)在當時的實驗條件下測量短時間是有困難的，伽利略采用了間接驗證的方法：下落的快下落的慢勻變速直線運動 運用數(shù)學推導的方法得出初速度為零的勻變速直線運動應有 ； 讓小球從斜面上的不同位置滾下，測出小球從不同起點滾動的位移s和所用時間t。st2 (4)伽利略研究自然規(guī)律的科學方法 和 相結合。數(shù)學推理實驗研究物體越重下落越快研究方法：觀察思考（直覺）研究方法：觀察實驗（對比實驗） 理性思維。 伽利略假設：重的物體下落得快結論：重的物體下落得慢?vv? ?v巧妙推理伽利

14、略對落體運動的研究1。提出假說：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動 3。實驗驗證：“放慢了的落體運動”斜面實驗 4。合理外推：斜面傾角增大到900時，物體成為自由落體， 小球仍保持勻變速直線運動的性質結論:小球沿光滑斜面，從靜止開始的運動是勻加速直線運動。 2。數(shù)學推理： V=at 即VtS=at2/2 即：St2伽利略的數(shù)據自學教材 (1)從邏輯推理上否定了亞里士多德關于重物體 、輕物體 的論斷。 (2)提出了“自由落體運動是一種最簡單的變速運動 ”的假說。 (3)在當時的實驗條件下測量短時間是有困難的，伽利略采用了間接驗證的方法：下落的快下落的慢勻變速直線運動 運用數(shù)學推導的方法得出

15、初速度為零的勻變速直線運動應有 ； 讓小球從斜面上的不同位置滾下，測出小球從不同起點滾動的位移s和所用時間t。st2 (4)伽利略研究自然規(guī)律的科學方法 和 相結合。數(shù)學推理實驗研究重點詮釋1伽利略的科學方法 2伽利略的研究給我們的啟示 (1)要善于觀察、勤于思考，勇于發(fā)現(xiàn)和提出問題 發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是科學探究的前提，要提升這一能力，在學習中要從以下兩個方面入手，一是養(yǎng)成仔細觀察的習慣，善于捕捉新現(xiàn)象；二是不斷地把新現(xiàn)象和自己的認知相聯(lián)系，增強質疑的意識。 (2)要合理地進行猜想和假設 猜想和假設是科學思維的一種形式，是根據已知事實材料和科學知識對所研究的問題做出的一種猜測性陳述。 (3)要

16、科學制訂實驗計劃 假設與猜想的合理性要通過實驗來進行探究，要使實驗達到預期目標，應特別注意實驗的如下五個環(huán)節(jié)：知道實驗目的和已有條件，制訂實驗方案；嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材；考慮實驗中的變量及其控制方法；根據實驗原理、實驗目的認真搜集數(shù)據；對實驗數(shù)據進行分析和論證。3關于伽利略對自由落體運動的研究，下列說法中正確的是 ()伽利略認為在同一地點，重的物體和輕的物體下落快慢不同伽利略猜想自由落體運動是一種最簡單的變速運動勻變速運動伽利略通過數(shù)學推理并用小球在斜面上的運動實驗驗證了位移與時間的平方成正比伽利略通過實驗求出了物體下落的加速度值ABC D解析：根據物理學史和伽利略對自由落體運

17、動的研究可知、說法正確，故B項正確。答案：B1、測反應時間操作：一個人捏住尺子的上端，保持直尺豎直不動，另一個人手指呈捏的姿勢，在直尺的下端零刻度處等待。前者釋放，后者捏住。注意后者要緊盯著前者的手，且在捏的過程中手不能上下移動。讀數(shù)：直尺下落的距離h.處理：根據位移公式hgt2/2可計算出直尺下落的時間。結論：直尺下落的時間就是你的反應時間。四、自由落體運動的應用0.15s0.10s0.05s0101816141286422000.20s為什么相同時間間隔內位移不相同？位移跟時間的平方成正比研究性學習小課題同學們利用“反應時間測量尺”跟蹤檢測不同人群的反應時間（性別、年齡、職業(yè)等），一天內不

18、同時段內的反應時間（早上、中午、晚上）。研究采集到的數(shù)據，總結出反應時間跟哪些因素有關？（請同學們課后男女同學分別測量）。自由落體運動的應用 如何測量樓高、井深、懸崖和 峽谷的高度。2、測高度?我也會！Hgt2/2 例1在忽略空氣阻力的情況下，讓一輕一重的兩塊石頭從同一高度同時自由下落，則關于兩塊石塊的運動，下列說法正確的是 () A重的石塊落得快，先著地 B輕的石塊落得快，先著地 C在著地前的任一時刻，兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度 D兩塊石塊在下落時間內的平均速度重的石塊大 思路點撥在忽略空氣阻力情況下，輕、重石塊均做自由落體運動，加速度都為重力加速度。 解析物體做自由落體運動的快慢與物體的質量無關，因兩石塊下落高度相同，故它們將同時落地，且在著地前的任一時刻，兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度，A、B選項錯；C選項對；在下落時間內，兩石塊的位移相同，所用時間相同，由平均速度的定義可判定其平均速度相同，D選項錯。 答案C 自由落體運動是物體只受重力作用從靜止開始下落的運動，是一種理想化模型。對生活中的多數(shù)落體運動，若忽略空氣阻力時，都可看做自由落體運動。對于從蘋果樹上同一高度同時落下的蘋果和樹葉，下列說法正確的是 ()A蘋果和樹葉都可以看成自由落體運動B蘋果可以近似地看成自由