粵教版高中物理必修第一冊第二章第四節(jié)自由落體運動課件

第四節(jié)自由落體運動第二章勻變速直線運動1．通過對物體下落快慢因素的探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究意識．2．知道物體做自由落體運動的條件，知道自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動．3．掌握自由落體運動加速度的大小、方向，理解影響重力加速度的因素．4．通過實驗，認識自由落體運動的規(guī)律，并能解決相關(guān)實際問題．學(xué)習(xí)任務(wù)必備知識·自主預(yù)習(xí)儲備知識點一影響物體下落快慢的因素1．亞里士多德觀點：重的物體下落__，輕的物體下落__，并斷言物體下落快慢由它們的____決定．2．伽利略觀點：重的物體不會比輕的物體下落得__．3．實驗結(jié)論：物體下落快慢與物體的輕重__關(guān)．提醒

沒有空氣阻力時，輕重不同的物體只受重力作用，下落的快慢相同．

快慢重量快無體驗

1．(1)亞里士多德認為物體下落的快慢與物體的輕重?zé)o關(guān)． (

)(2)牛頓管實驗說明沒有空氣阻力時，鐵塊和羽毛下落快慢相同． (

)(3)石頭下落比樹葉快，是因為樹葉受到空氣阻力，而石頭沒有受到空氣阻力． (

)×√×知識點二自由落體運動及規(guī)律1．定義：物體________作用下從____開始下落的運動．2．重力加速度：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都____，方向總是__________，這個加速度叫作自由落體加速度，也叫重力加速度．在地球不同的緯度，g的大小是______．通常的計算可以把g取作________，粗略計算可以取作_________．3．自由落體運動的速度公式：vt＝__．4．自由落體運動的位移公式：s＝_______．只在重力靜止相同豎直向下的不同的9.8m/s210m/s2gt

體驗

2．(1)自由落體運動是豎直向下的勻加速直線運動． (

)(2)自由落體加速度的方向都是豎直向下的． (

)(3)重力加速度在任何地點都是9.8m/s2． (

)×√√關(guān)鍵能力·情境探究達成從發(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．兩位同學(xué)合作，用刻度尺可以測量人的反應(yīng)時間：如圖(1)所示，甲捏住尺的上端，乙在尺的下部做握尺的準備(但不與尺接觸)，當(dāng)看到甲放開手時，乙立即握住尺，若乙做握尺準備時，手指位置如圖(2)所示，而握住尺的位置如圖(3)所示．請?zhí)骄浚?1)要測乙同學(xué)的反應(yīng)時間應(yīng)測量出什么量？(2)應(yīng)用哪個公式來計算，乙同學(xué)的反應(yīng)時間約為多少？

考點1影響物體下落快慢的因素1．兩個截然相反的結(jié)論伽利略指出：根據(jù)亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的下落速度大，假定大石頭的下落速度為8v，小石頭的下落速度為4v．由這一觀點出發(fā)，當(dāng)我們把兩塊石頭拴在一起時，對于下落快慢就有兩種結(jié)論：結(jié)論一：下落快的會被下落慢的拖著而減慢，下落慢的會被下落快的拖下而加快，結(jié)果整個系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8v而大于4v；結(jié)論二：兩塊石頭拴在一起，加起來比大石頭還要重，其下落的速度比任何一個物體都要快，速度應(yīng)該大于8v．2．實驗與探究如圖所示是課題研究小組進行自由落體運動實驗時，用頻閃連續(xù)拍照的方法獲得的兩張照片A和B，任選其中的一張回答下列幾個問題：A．質(zhì)量相等的紙片和紙團B．體積相等的鉛球和木球圖A現(xiàn)象：從同一高度同時由靜止釋放的紙團和紙片，紙團下落得快，先落地．解釋：質(zhì)量相等的紙團和紙片，紙片受到的空氣阻力較大，不能忽略，紙片的運動不是自由落體運動，而紙團受到的空氣阻力較小，可以忽略，可以看成是自由落體運動．圖B現(xiàn)象：質(zhì)量不等的鉛球和木球，同時從同一高度由靜止釋放，它們同時落地．解釋：鉛球和木球受到的空氣阻力都可以忽略，它們的運動都可以看成是自由落體運動，所以同時落地．結(jié)論：物體下落過程的運動情況與物體質(zhì)量無關(guān)．伽利略的觀點正確．【典例1】甲同學(xué)看到乙同學(xué)從10層樓的樓頂同時由靜止釋放兩個看上去完全相同的鐵球(一個為實心球，一個為空心球)，結(jié)果甲同學(xué)看到兩球不是同時落地的．他分析了兩球未能同時落地的原因，你認為他的下列分析正確的是(

)A．兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力小B．兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力大C．兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是實心球，重力遠大于阻力D．兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是空心球，阻力與重力比，差別較小√思路點撥：空氣阻力與重力大小關(guān)系影響下落快慢，重的下落快．

C

[兩球形狀完全相同，在下落過程中所受空氣阻力近似相同，下落快慢不同的原因是重力不同，故C正確．]規(guī)律方法

物體下落的規(guī)律(1)兩物體在真空中或阻力可以忽略的空氣中下落時，它們下落得同樣快．(2)兩物體在阻力不能忽略的空氣中下落時，空氣阻力比其重力更小的物體下落得快．[跟進訓(xùn)練]1．16世紀末，意大利比薩大學(xué)的年輕學(xué)者伽利略通過邏輯推理的方法，使亞里士多德統(tǒng)治人們2000多年的理論陷入困難，伽利略的猜想是(

)A．重的物體下落得快

B．輕的物體下落得快C．輕、重兩物體下落得一樣快

D．以上都不是√C

[伽利略認為物體在下落運動過程中運動情況與物體的質(zhì)量無關(guān)，故C正確．]

【典例2】從離地面80m的空中自由下落一個小球，g取10m/s2，求：(1)經(jīng)過多長時間小球落地；落地速度多大？(2)自開始下落時計時，在第1s內(nèi)和最后1s內(nèi)的位移．思路點撥：①小球自由下落的總高度為80m．②小球在最后1s內(nèi)的位移為總位移與前(t－1)s內(nèi)的位移之差．

[答案]

(1)4s

40m/s

(2)5m

35m規(guī)律方法

應(yīng)用自由落體運動規(guī)律解題的思路和方法(1)首先將題目中的日常生活信息進行加工處理，選擇有用的已知信息，排除干擾因素．(2)在分析信息的基礎(chǔ)之上進行科學(xué)的模型抽象，建立物理模型，將實際問題轉(zhuǎn)化為理想的物理過程．(3)根據(jù)已知條件和自由落體運動模型遵循的物理規(guī)律，選擇準確的物理公式列方程，代入數(shù)值求解．

√√

考點3重力加速度的測定1．利用打點計時器測重力加速度(1)按圖示連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端．(2)安裝打點計時器時要使兩限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力．(3)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物．增大重力可使阻力的影響相對減??；增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小．(4)先接通電路再放開紙帶，打完一條紙帶后立刻斷開電源．(5)對紙帶上計數(shù)點間的距離h進行測量，利用hn－h(huán)n－1＝gT

2求出重力加速度．

【典例3】某同學(xué)用如圖所示的裝置測定重力加速度．(1)電火花計時器的工作電壓為________V，它使用________(選填“交流”或“直流”)電源，當(dāng)電源頻率是50Hz時，它每隔________s打一次點．220交流0.02(2)打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的________端應(yīng)和重物相連接(選填“甲”或“乙”)．(3)由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時的加速度為________m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(4)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，請列出測量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖目赡茉颍篲______________________________________________________________________________________．乙9.60空氣阻力的影響、摩擦阻力的影響、數(shù)據(jù)的測量……

規(guī)律方法

測量重力加速度問題的兩點提醒(1)用打點計時器測出的重力加速度可能比實際值偏小，因為重物在帶動紙帶通過計時器下落時要受阻力作用．(2)頻閃照相法測重力加速度實驗中，照片上的距離不是實際距離，應(yīng)將其還原成小球下落的實際距離(或照相時在物體旁放一標(biāo)尺)．[跟進訓(xùn)練]3．某同學(xué)采用手機的連續(xù)拍攝功能，拍下了小球自由下落的過程．該同學(xué)找出連續(xù)拍攝的五張清晰照片，合成到同一張圖中打印出來(如圖所示)，測得小球各點相鄰位置間的距離為x1、x2、x3、x4，經(jīng)過測量知實際下落距離是圖中距離的k倍，連續(xù)拍攝每張照片間隔為T．(1)小球在位置B時的速度表達式vB＝________．(2)充分利用測量數(shù)據(jù)，寫出小球運動過程中重力加速度表達式g＝____________________．(3)在測量小球相鄰位置間距時由于實驗者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是________(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差．

偶然

學(xué)習(xí)效果·隨堂評估自測243題號11．(多選)小紅同學(xué)在探究自由落體運動規(guī)律時，從生活情境中選出下列四種運動情況進行探究，你認為哪一個選項中的物體所做的運動符合自由落體運動規(guī)律(

)

√√243題號1AD

[月球上為真空，羽毛和鐵錘下落過程中只受重力作用，v0＝0，故它們的運動符合自由落體運動，A正確；B、C兩項中運動員在運動過程中所受空氣阻力和水的阻力都不能忽略，故其運動不符合自由落體運動規(guī)律，B、C錯誤；D項中瀑布從山澗下落時空氣阻力可以忽略，v0近似為零，故可看作自由落體運動，D正確．]23題號142．下列v-t圖像，能反映自由落體運動的是(

)√A

B

C

DD

[由于自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以速度v＝gt，D項正確．]23題號41

√√23題號41

243題號1

243題號1(1)表格中已給出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的瞬時速度，請計算出計數(shù)點C對應(yīng)的瞬時速度并在表格中標(biāo)出來，同時作出v-t

圖像．計數(shù)點ABCDE對應(yīng)的速度vA＝0.66m/svB＝0.98m/s_______________vD＝1.64m/svE＝1.97m/svC＝1.31m/s見解析圖243題號1

BC243題號1

越小越好有關(guān)243題號1

243題號1(2)方法A中，取加速度的平均值后，只能用到第一組和最后一組數(shù)據(jù)，不利于減小偶然誤差，故方法A錯誤；方法B中，加速度取平均值后，仍能用到所有的數(shù)據(jù)，可減小實驗的偶然誤差，則方法B正確；在處理實驗數(shù)據(jù)時，如果只使用其中兩個數(shù)據(jù)，由于偶然誤差的存在可能會造成最后誤差較大，所以我們可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖像，考慮到誤差，不可能是所有點都整齊地排成一條直線，連線時，應(yīng)該盡量使那些不能畫在線上的點均勻地分布在線的兩側(cè)，這樣圖線上會舍棄誤差較大的點，243題號1

提示：①只受重力；②從靜止開始下落．2．在地球上的不同位置，g一定不同嗎？提示：不一定．3．自由落體運動的基本規(guī)律和速度—位移關(guān)系式分別是什么？

回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．自由落體運動的條件是什么？閱讀材料·拓寬物理視野亞里士多德的落體理論古代的落體研究的代表人物是亞里士多德(Aristotle，公元前384—公元前322)．亞里士多德的研究一開始就是動力學(xué)的．這些動力學(xué)研究的根據(jù)是從經(jīng)驗中歸納出的直覺，并結(jié)合了教學(xué)的推導(dǎo)．亞里士多德得到了兩個定律，即強迫運動定律和落體運動定律．亞里士多德認為影響物體下落運動快慢的因素有兩個：(1)運動所通過的媒質(zhì)不同(如通過水或土或空氣)；(2)運動物體自身輕或重的程度不同．為此，亞里士多德得到的落體運動定律是：“如果運動的其他條件相同的話，物體下落的時間與它們自身的重量成反比，如一物體的重量是另一物體的兩倍，則在同一媒質(zhì)中重物下落只用輕物下落一半的時間．”遺憾的是，亞里士多德的兩條定律都是錯