2023年度高一物理全區(qū)教研活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)觀摩集體備課第5節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)第6節(jié) 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)

第5頁2023-2023學(xué)年度高一物理全區(qū)教研活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)觀摩集體備課第五節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)第六節(jié)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究【教學(xué)內(nèi)容】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第五節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)第六節(jié)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究【教學(xué)目標(biāo)與要求】1．認(rèn)識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng)，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2．能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡并能自主進(jìn)行分析。3．知道什么是自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度的大小不同。4．掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問題。5．知道伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的猜測(cè)及驗(yàn)證及其科學(xué)研究方法。【要點(diǎn)解讀】1．自由落體運(yùn)動(dòng)定義：只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。條件：只受重力；初速度為零實(shí)例：在地面附近不很高處，從靜止下落的運(yùn)動(dòng)〔如下落小球的運(yùn)動(dòng)，從屋檐緩慢滴下的雨滴的運(yùn)動(dòng)等〕都可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)。2．自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為自然奇數(shù)比，即x1：x2：x3：…：xn=1：3：5…：〔2n-1〕3．自由落體加速度測(cè)定：⑴利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或火花放電計(jì)時(shí)器，研究自由落體運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)紙帶的分析計(jì)算，測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。利用懸掛重物的紙帶，測(cè)出從靜止開始下落高度h的時(shí)間t，得加速度⑵用頻閃照相研究自由落體運(yùn)動(dòng)頻閃照相機(jī)可每隔相等的時(shí)間拍攝一次，利用頻閃照相機(jī)可追蹤記錄作自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在各時(shí)刻的位置。利用照片，可以研究自由落體是否為勻變速運(yùn)動(dòng)〔是否為恒量〕；可以測(cè)量重力加速度〔假設(shè)T，利用求解〕；可以測(cè)量物體在某一位置的瞬時(shí)速度〔vt/2==〕。⑶水滴法測(cè)量重力加速度也是利用水滴的自由落體運(yùn)動(dòng)來測(cè)量的。特點(diǎn)：①自由落體加速度的方向始終豎直向下，大小與位置有關(guān)。②在同一地點(diǎn)，一切物體自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度都相同。③在地面上從赤道向兩極移動(dòng)，自由落體加速度的大小逐漸變大；在同一緯度處，離地面越高，自由落體加速度的大小越小。4．自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：自由落體運(yùn)動(dòng)可以看成是勻變速直線運(yùn)動(dòng)在初速v0=0，加速度時(shí)的一個(gè)特例。因此其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一般公式來得出。⑴速度公式：t⑵位移公式：⑶速度和位移關(guān)系:5.豎直上拋運(yùn)動(dòng)⑴定義：物體以初速度v0=0豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，拋出后物體只受重力作用的運(yùn)動(dòng)。⑵運(yùn)動(dòng)規(guī)律：將勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律方程變形即可：設(shè)初速度為正方向①速度公式：②位移公式：③速度位移公式：⑶v-t圖⑷豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特征量：①上升時(shí)間：②上升最大高度：③落回拋出點(diǎn)速度：vt=-v0④對(duì)稱性：速率對(duì)稱〔豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升和下降過程中，經(jīng)過同一點(diǎn)的速率相同〕時(shí)間對(duì)稱〔豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升和下降過程中，經(jīng)過同一段所需的時(shí)間相同〕【典型例題】例1有兩個(gè)小球分別作自由落體運(yùn)動(dòng)，甲球比乙球先釋放，那么在它們掉落到地面之前，距離之差越來越大，速度之差越來越大距離之差越來越大，速度之差越來越小距離之差越來越大，速度之差不變距離之差越來越小，速度之差不變解法一：圖象法兩條圖線平行〔甲和乙的加速度均為重力加速度〕，因此速度之差不變，而v-t圖的面積是位移，隨著時(shí)間變化，面積之差越來越大，因此距離之差越來越大。解法二：轉(zhuǎn)換參考系假設(shè)以乙球作參考系，甲球的運(yùn)動(dòng)是向下勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么速度之差不變，位移之差越來越大。例2一個(gè)小球從樓頂自由下落，過一個(gè)高1m的窗戶所用時(shí)間為0.1s，求樓頂?shù)酱_(tái)的距離多大？g=10m解：自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)物圖很重要從A→B不是自由落體運(yùn)動(dòng)。只有從O點(diǎn)開始才是自由落體運(yùn)動(dòng)。因此我們可以用O→A，O→B來進(jìn)行運(yùn)算。設(shè)O→A距離為h，用時(shí)為t；利用公式可得：O→Ah=O→Bh+1=解得：t=0.95sh=4.5125m≈例3一條直桿AB長(zhǎng)為15m，上端掛起，然后讓它自由下落，求直桿AB經(jīng)過離桿下端5m處O點(diǎn)所需的時(shí)間？g=10m解：直桿AB通過O點(diǎn)的時(shí)間等于直桿上端A到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間tA與下端B到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間tB之差解法一：直接用自由落體公式tA-tB=解法二：利用平均速度公式設(shè)B端到達(dá)0點(diǎn)處速度為v0，那么v0=A端到達(dá)0點(diǎn)處速度為vt，那么vt=那么直桿通過0點(diǎn)的平均速度為，直桿通過0點(diǎn)的時(shí)間為t=例4一礦井深h=125m，在井口每隔一定時(shí)間自由下落一小球。當(dāng)?shù)?1個(gè)小球剛從井口開始下落時(shí)，第一個(gè)剛好到達(dá)井底，那么相鄰小球開始下落的時(shí)間間隔為多少？這是第3個(gè)小球和第5個(gè)小球相距多少？g=10m解：設(shè)相鄰小球開始下落的時(shí)間間隔為，那么第1個(gè)小球從開始下落到到達(dá)井底所用時(shí)間為10，由h=解得=0.5s第3個(gè)球下落時(shí)間為8=4s，下落的高度第5個(gè)球下落時(shí)間為6=3s，下落的高度故第3個(gè)小球和第5小球相距=h3-h5=35m例5以初速v0=40m/s豎直上拋取g=10g=10m/s2解法一