2023年度高一物理全區(qū)教研活動現(xiàn)場觀摩集體備課第5節(jié) 自由落體運(yùn)動第6節(jié) 伽利略對自由落體運(yùn)

第5頁2023-2023學(xué)年度高一物理全區(qū)教研活動現(xiàn)場觀摩集體備課第五節(jié)自由落體運(yùn)動第六節(jié)伽利略對自由落體運(yùn)動的研究【教學(xué)內(nèi)容】勻變速直線運(yùn)動的研究第五節(jié)自由落體運(yùn)動第六節(jié)伽利略對自由落體運(yùn)動的研究【教學(xué)目標(biāo)與要求】1．認(rèn)識自由落體運(yùn)動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動是在理想條件下的運(yùn)動，知道它是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。2．能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關(guān)的運(yùn)動軌跡并能自主進(jìn)行分析。3．知道什么是自由落體運(yùn)動的加速度，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)動的規(guī)律推出自由落體運(yùn)動規(guī)律。并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實際問題。5．知道伽利略對落體運(yùn)動的猜測及驗證及其科學(xué)研究方法?！疽c解讀】1．自由落體運(yùn)動定義：只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動。條件：只受重力；初速度為零實例：在地面附近不很高處，從靜止下落的運(yùn)動〔如下落小球的運(yùn)動，從屋檐緩慢滴下的雨滴的運(yùn)動等〕都可以看成自由落體運(yùn)動。2．自由落體運(yùn)動的性質(zhì)自由落體運(yùn)動實質(zhì)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，故相鄰相等時間內(nèi)的位移之比為自然奇數(shù)比，即x1：x2：x3：…：xn=1：3：5…：〔2n-1〕3．自由落體加速度測定：⑴利用電磁打點計時器或火花放電計時器，研究自由落體運(yùn)動，通過對紙帶的分析計算，測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。利用懸掛重物的紙帶，測出從靜止開始下落高度h的時間t，得加速度⑵用頻閃照相研究自由落體運(yùn)動頻閃照相機(jī)可每隔相等的時間拍攝一次，利用頻閃照相機(jī)可追蹤記錄作自由落體運(yùn)動的物體在各時刻的位置。利用照片，可以研究自由落體是否為勻變速運(yùn)動〔是否為恒量〕；可以測量重力加速度〔假設(shè)T，利用求解〕；可以測量物體在某一位置的瞬時速度〔vt/2==〕。⑶水滴法測量重力加速度也是利用水滴的自由落體運(yùn)動來測量的。特點：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，一切物體自由落體運(yùn)動的加速度都相同。③在地面上從赤道向兩極移動，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)動的規(guī)律：自由落體運(yùn)動可以看成是勻變速直線運(yùn)動在初速v0=0，加速度時的一個特例。因此其運(yùn)動規(guī)律可由勻變速直線運(yùn)動的一般公式來得出。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⑴定義：物體以初速度v0=0豎直向上拋出，不計空氣阻力，拋出后物體只受重力作用的運(yùn)動。⑵運(yùn)動規(guī)律：將勻變速直線運(yùn)動的規(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)動的特征量：①上升時間：②上升最大高度：③落回拋出點速度：vt=-v0④對稱性：速率對稱〔豎直上拋運(yùn)動的上升和下降過程中，經(jīng)過同一點的速率相同〕時間對稱〔豎直上拋運(yùn)動的上升和下降過程中，經(jīng)過同一段所需的時間相同〕【典型例題】例1有兩個小球分別作自由落體運(yùn)動，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)動是向下勻速直線運(yùn)動，那么速度之差不變，位移之差越來越大。例2一個小球從樓頂自由下落，過一個高1m的窗戶所用時間為0.1s，求樓頂?shù)酱_的距離多大？g=10m解：自由落體運(yùn)動的實物圖很重要從A→B不是自由落體運(yùn)動。只有從O點開始才是自由落體運(yùn)動。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點所需的時間？g=10m解：直桿AB通過O點的時間等于直桿上端A到達(dá)O點的時間tA與下端B到達(dá)O點的時間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點處速度為v0，那么v0=A端到達(dá)0點處速度為vt，那么vt=那么直桿通過0點的平均速度為，直桿通過0點的時間為t=例4一礦井深h=125m，在井口每隔一定時間自由下落一小球。當(dāng)?shù)?1個小球剛從井口開始下落時，第一個剛好到達(dá)井底，那么相鄰小球開始下落的時間間隔為多少？這是第3個小球和第5個小球相距多少？g=10m解：設(shè)相鄰小球開始下落的時間間隔為，那么第1個小球從開始下落到到達(dá)井底所用時間為10，由h=解得=0.5s第3個球下落時間為8=4s，下落的高度第5個球下落時間為6=3s，下落的高度故第3個小球和第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