自由落體運動 高一上物理人教版（2019）必修1

第2章第4節(jié)自由落體運動授課班級：高一七班課標(biāo)分析本節(jié)課要求通過實驗認(rèn)識自由落體運動的規(guī)律，結(jié)合物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容，認(rèn)識物理實驗與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識實驗探索與科學(xué)思維的結(jié)合，對物理學(xué)發(fā)展的重要作用。1、知道物體做自由落體運動的條件，能判斷物體是否做自由落體運動。2、能測量自由落體加速度的大小，知道其方向。3、掌握自由落體運動的規(guī)律，并解決相關(guān)問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)同學(xué)們，在生活中我們經(jīng)常見到各種”落體現(xiàn)象“，你能列舉幾個生活中的”落體現(xiàn)象“嗎？站在高層建筑物上，讓輕重不同的兩個物體從同一高度同時落下，你認(rèn)為哪個下落的快？平常日常觀察到的事實，如一塊石頭比一片樹葉落得快些…二千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢跟它的輕重有關(guān)，重的物體下落得快。但事實真的是這樣嗎？實驗一：一張A4紙，一本物理書，同時從同一高度靜止釋放；實驗三：質(zhì)量小的紙團和質(zhì)量大的紙片,同時從同一高度靜止釋放；實驗二：一張A4紙，一本物理書，同時將A4紙放在書的封面上靜止釋放

輕物和重物都有可能下落得快，也可能一樣快，因此物體下落的快慢與物體的輕重?zé)o關(guān)，那么物體下落的快慢到底與什么因素有關(guān)呢，請同學(xué)們大膽猜想一下？重的先落地輕的先落地同時落地小組實驗在空氣中牛頓管實驗在正常空間內(nèi)與真空中，鐵球與羽毛的運動快慢比較正?？臻g中真空中實驗條件控制實驗現(xiàn)象1在正常空間內(nèi)（在空氣中）2在真空中

鐵球下落快,羽毛下落慢相同

實驗結(jié)論：下落的快慢不同是空氣阻力造成的。若沒有了空氣阻力的影響，輕的物體和重的物體下落得同樣快。

f鉛球G羽毛f羽毛G鐵球G羽毛G鐵球真空中空氣中1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，自由落體運動。(1)v0=0;(2)只受重力作用.2.條件:這種運動只在真空中才能發(fā)生，但在實際生活中很難實現(xiàn)。3.理想模型:(1)自由落體運動是一種初速度為0的加速直線運動，那么，它的加速度在下落過程中是否變化呢？

（2）如何證明一個運動是勻加速運動呢？

思考與討論（3）用怎樣的實驗方案可以研究自由落體運動性質(zhì)？用打點計時器來研究自由落體運動.實驗方案、儀器選擇、操作步驟將連著重物的紙帶，穿過打點計時器。紙帶在重物的作用下自由下落，根據(jù)打出的紙帶點的情況，分析出重物的運動規(guī)律。

紙帶夾子重物(2)實驗器材：電火花打點計時器、重錘、紙帶、鐵架臺、刻度尺數(shù)據(jù)處理實驗探究：①固定打點計時器，連接電路；②穿紙帶,掛重物；③接通電源，釋放重物，進(jìn)行打點；④關(guān)閉電源，改變重物，重復(fù)實驗，分析紙帶（3）實驗步驟(1)實驗方案：位置編號012345時間t/s00.10.10.10.10.1v1/（m·s-1）0.991.972.953.944.92方法一：做V-T圖像(4)數(shù)據(jù)處理：t為0.1t/sv/（m.s-1）0

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2345612345v-t圖像為一條傾斜的直線，所以自由有落體運動是勻加速直線運動。實驗誤差：1.紙帶與打點計時器的摩擦2.空氣阻力的影響3.測量誤差標(biāo)記時間間隔T/s距離x/cm位移之差(xn-xn-1)cm10.120.1x2-x130.1x3-x240.1x4-x350.1x5-x460.1x6-x54.9214.8024.6334.4444.3054.139.889.839.819.869.83a(m/s2)

任意兩個連續(xù)相等的時間間隔T內(nèi)的位移差都相等，所以與紙帶相連的重物做勻加速直線運動①自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。②加速度恒定(約為9.8m/s2）。(5)實驗結(jié)論：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫做自由落體加速度，又叫重力加速度（g）.總是豎直向下通過多種方法用實驗測定.在地球上的不同地方g不同，一般計算中g(shù)算取9.8m/s2或10m/s22.方向：3.大小：1.定義：地點緯度g值北極90°9.832m/s2莫斯科55°45′9.816m/s2紐約40°46′9.803m/s2北京39°56′9.801m/s2東京35°43′9.798m/s2上海31°12′9.794m/s2武漢30°33′9.794m/s2廣州23°06′9.788m/s2赤道0°9.780m/s2問題：你能發(fā)現(xiàn)地球上不同位置g值的分布規(guī)律嗎？隨緯度升高，重力加速度增大不同地區(qū)的g值是不同的,兩極最大

自由落體運動是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運動。(運動性質(zhì))因此，所有勻變速直線運動的基本公式和推論在自由落體運動中也可以應(yīng)用，請大家推導(dǎo)一下化簡了的自由落體運動的公式和推論。a=gv0=0（x=h）自由落體運動定義自由落體運動條件自由落體運動的公式大小方向①只受重力作用；②從靜止開始物體只有在重力作用下從靜止開始下落的運動重力加速度g=9.8m/s2，不同緯度大小g不同，兩極最大豎直向下一物體從離地面高H處自由下落，人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動經(jīng)過的時間叫反應(yīng)時間。我們可以采用下面的實驗測出自己的反應(yīng)時間。請一位同學(xué)用兩個手指捏住木尺頂端，你用一只手在木尺下部做握住木尺的準(zhǔn)備，但手的任何部位在開始時都不要碰到木尺。當(dāng)看到那位同學(xué)放開手時，你立即握住木尺，根據(jù)木尺下降的高度，可以算出你的反應(yīng)時間。

動手小游戲：測反應(yīng)時間課后作業(yè)①邏輯歸謬：伽利略從亞里士多德的論斷出發(fā)，通過了邏輯推理，否定了“______”的論斷②猜想與假說：伽利略猜想自由落體運動是一種最簡單的勻變運動，它的速度應(yīng)該是_______③數(shù)學(xué)推理：伽利略通過數(shù)學(xué)推理得出初速度為0的勻變速運動的位移與所有時間的二次方成④間接驗證：讓小球從斜面上的不同位置滾下，測出小球滾下的位移x和所用時間t.實驗表明：小球沿斜面滾下的運動是勻變速直線運動；斜面傾角一定時，小球的加速度相