第二章5公开课.docx

《第二章5公开课.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章5公开课.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、5自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究知识内容考试要求必考加试自由落体运动CC伽利略对自由落体运动的研究a课时要求1 .知道自由落体运动的条件和运动性质，会根据频闪照片分析自由落体运动.2 .知道自由落体运动加速度的大小和方向，并能理解影响重力加速度的因素.3 .能得出并运用自由落体运动的规律解决问题.4 ,了解伽利略研究落体运动的思想和方法及其在力学上的主要贡献.知识探究新知探究点点落实一、自由落体运动导学探究分析以下两种物理情景，并回答相关问题.在空气中，将一张纸片和一石块从同一高度同时释放，哪个下落得快？假设把这张纸片团紧 成一团，再与石块从同一高度释放，情况会怎样？牛顿管实验：玻璃

2、管中有羽毛、小软木片、小铁片玻璃管中抽成了真空，将物体聚于 一端，再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落.看到什么现象？说明什么问题？答案（1）石块下落得快；纸团和石块几乎同时着地.下落快慢相同.在没有空气阻力影响的情况下，所有物体下落快慢是相同的，与质量无关.知识梳理对自由落体运动的理解定义：自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.物体做自由落体运动的条件：只受重力；初速度。0=。.在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力远小 王重力时，物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动.（3）自由落体运动的实质：自由落体运动是初速度为雯、加速度为女的匀加

3、速直线运动,它只 是匀变速直线运动的特例.即学即用（多项选择）小鹏摇动苹果树，一个苹果和一片树叶从同一高度同时从静止下落，发现 苹果先落地，下面说法正确的选项是（）A.苹果和树叶都是自由落体运动B.苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动C苹果的运动可以看成是自由落体运动，树叶的运动那么不能看成是自由落体运动 解析 自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，自由落体运动必须同时满足这 两个条件.A选项中没有明确物体只受重力作用，故A错误.D中雨滴经过窗子的这段运动的 初速度不为零，因而不是自由落体运动，D错误.9.如图3所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上屡次曝光

4、， 得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔 均为T,每块砖的厚度为“根据图中的信息，以下判断正确的选项是（）图3A.位置“1”是小球释放的初始位置B.小球做匀加速直线运动C.小球下落的加速度为法D.小球在位置“3”的速度为踏乙JL答案BCD解析 由题图可知相邻时间间隔内通过的位移分别为2、3d、4、5d,所以小球做匀加速直 线运动，位置“1”不是小球释放的初始位置，由位移差得小球下落的加速度为= 4,小球在位置“3”的速度为五=吗%=既 1.乙1-乙1.三、非选择题.某同学用如图4甲所示装置测量自由落体加速度g,得到如图乙所示的一段纸带，他每两 个

5、点取一个计数点（交流电频率为50 Hz）,测得A3=7.65cm, 8C=9.17 cm.那么打8点时 重物的瞬时速度为 m/s,测得的自由落体加速度g= m/s2,它比真实值偏 （选填“大”或“小”）.（结果均保存两位有效数字） A BC乙答案2.1 9.5小解析 迎=苦22.1 m/s,由hBChAB=gt2可得g=9.5 m/s2,比真实值偏小.10 .从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g=10 m/s2,求：小球落到地面所用的时间；自小球开始下落计时，在第1s内的位移、最后1s内的位移.答案(1)10 s (2)5 m 95 m解析由得落地所用时间：s= 10 s.第1s内的

6、位移:X =X 10X I2 m=5 m因为从开始运动起前9 s内的位移为10 X92 m=405 m所以最后1 s内的位移为Ax=x%9=500 m405 m=95 m.11 .某校物理兴趣小组，为了了解高空坠物的危害，将一只鸡蛋从高楼上静止释放，让其自由 下落，经过4 s鸡蛋刚好着地.(忽略空气阻力的作用，g取10m/s2)求：开始下落第1 s末鸡蛋的速度大小；鸡蛋释放时距离地面的高度；鸡蛋在下落过程中的平均速度大小.答案(1)10 m/s (2)80 m (3)20 m/s解析(1)由v=gf可得1 s末的速度为：v=gt=10X 1 m/s = 10 m/s.(2)由/2=上尸可得：/

7、z=|xiOX16m=8O m.下落过程的平均速度为：h 80,”，v =工 m/s = 20 m/s. VID.假如地球上没有空气，那么苹果和树叶会同时落地答案CD解析 自由落体运动是初速度为零，只在重力作用下的运动，当阻力远远小于重力时，阻力 对运动影响可以忽略，这样的运动可看成自由落体运动，否那么不可以.二、自由落体的加速度导学探究利用如图1所示的实验装置测定重力加速度用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直 状态，并使重物停在靠近打点计时器处.先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时 器在纸带上打下一系列的点.图1如何根据打上点的纸带求出重物的重力加速度？答案 可用以下两种方法求出重力加速

8、度：由。=吗尸求出各点的瞬时速度，作出v_t图象，v_t图象是一条过原点的倾斜直线, A JL直线斜率表示加速度.由计算加速度.知识梳理自由落体加速度的理解重力加速度又叫自由落体加速度，通常用g来表示.（2）重力加速度的方向：总是竖直向下的重力加速度的大小：在同一地点，一切物体的重力加速度都相且在不同地理位置处的重力 加速度一般不同，赤道上物体的重力加速度最小;南（北）极处重力加速度最大;物体所处地 理位置的纬度越大，重力加速度越大.一般的计算中,可以取g=m/s2或g=lQm/s2.即学即用（2015温州期中）关于自由落体运动的加速度g,以下说法正确的选项是（）A.重的物体的g值大B.轻的物

9、体的g值大C.同一地点轻重物体的g值一样大D.g值在赤道处大于南北两极处答案C解析 重力加速度是由重力产生的，其大小与物体的质量无关；同一地点轻重物体的重力加 速度均是相同的；故A、B错误，C正确；重力加速度的大小与纬度有关，纬度越高，那么重力加速度越大；故南北两极处重力加速度最大，故D错误.三、伽利略对自由落体运动的研究导学探究伽利略研究自由落体运动时采用了什么科学方法？答案 采用了研究自然规律的常用方法：抽象思维、数学推理和科学实验相结合.知识梳理（1）亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量决定的.（2）伽利略的研究归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否认了他的论断.

10、猜测：自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的.数学推理：伽利略通过数学推理得出对于初速度为0的匀变速直线运动应有X8/2.伽利略采用了间接验证的方法,让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球从不同起点滚 动的位移X和所用时间结果说明：小球沿斜面滚下的运动确实是匀加速直线运动，只要斜面的倾角一定，小球的加 速度都是相同的,增大斜面的倾角，小球的加速度随斜面倾角的增大而增&合理外推：伽利略将斜面倾角外推到90。时的情况，小球的运动就成为自由落体,伽利略 认为小球仍会做匀变速直线运动.即学即用（多项选择）图2大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过 程的分析，

11、以下说法正确的选项是（）甲乙丙丁图2甲乙丙丁图2A.其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论B.其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论 C.运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显 D.运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 答案AC重点难点个个击破典例精析一、自由落体运动的规律的应用例1有一架直升飞机悬停在高空，有一乘客从直升飞机窗口由静止开始释放一个钢球，假设 不计空气阻力，现测得钢球在最后1 s内下落25 m着地.（g取10m/s2）求：直升机离地面有多高？钢球接触地面前一瞬间的速度?rOh Dst S-A 25 m 1 s-B解析

12、(1)画出直升飞机运动的示意图，设落地总时间为由自由落体运动规律得。到3有:=3淄。到 A 有：/25=%。- I)2解得：t=3 s, h=45 m.(2)v=gt= 10X3 m/s = 30 m/s.答案(1)45 m (2)30 m/sh针对训练1质量为根的物体从高为/z处自由下落，开始的彳用时为3贝女 )-JA.物体落地所用的时间为小，B.物体落地所用的时间为土C.物体落地时的速度为6夕D.物体落地时的速度为3gt答案A二、二、重力加速度的三种测量方法例2现给定以下器材：A.频闪照相机B.停表C.打点计口寸器D.交流电源46 V E.导线假设干F.纸带G复写纸H.铁架台I.游标卡尺J

13、.重物K.刻度尺L.直径为1cm的钢球M.lm长的细线N.照相底片 设计一个测当地重力加速度g的实验方案.从给定器材中选(填器材前面的字母)作为实验器材；(2)需要测量的物理量是；(3)用你测量出的物理量写出重力加速度g的表达式： .解析 让物体做自由落体运动，记录下它在不同时刻的位置，测出各段位移，利用即可求得g.方案一：让连上纸带的重物自由下落，利用打点计时器打下一系列的点，测出连续相等时间Ay段(加)内的位移差Ax,那么g=.方案二：让钢球做自由落体运动，利用频闪照相机记录下钢球在几个闪光时刻的位置，测出kN y相邻两像间的距离差闪光周期m,物像比攵，利用且=*-即可求得g的值.Ay答案

14、(l)CDEFGHJK (2)连续相等时间间隔”o)内的位移差 盘 (3)?=9或(1)人104 “A x照片上相邻两像间的距离差Ax (3)g=-(Z为相机的物像比，府为闪光周期)归纳总结1.打点计时器法2,频闪照相法(如图3所示)图3(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由 落体运动的物体在各个时刻的位置.tY-(2)根据句变速直线运动的推论A/z=g。可求出重力加速度且=亍.也可以根据丐=v =7，求出物体在某两个时刻的速度，由gJ J),也可求出重力加速度g.3 .滴水法针对训练2利用水滴下落可以测量重力加速度g,调节水龙头，让水一滴一滴地流

15、出，在水 龙头的正下方放一盘子，调整盘子的高度，使一滴水滴碰到盘子时，恰好有另一滴水从水龙 头开始下落，而空中还有两个正在下落的水滴，测出水龙头处到盘子的高度为力(m),再用秒 表测量时间，从第一滴水离开水龙头开始，到第N滴水落至盘中，共用时间为小)，当第一 滴水落到盘子时，第二滴水离盘子的高度为 m,重力加速度g=m/s2.5h 2/z(N+2)2答案V 9一解析 由题意可知，水滴将/z分成时间相等的3份，3份相等时间的位移比为1 ： 3 ： 5,总高 5/?度为九所以第二滴水离盘子的高度为大.y从第一滴水离开水龙头开始，到第N滴水落至盘中(即N+3滴水离开水龙头)，共用时间为t3t?(s)

16、,知道两滴水间的时间间隔为加=右而，所以水从水龙头到盘子的时间为/ =T-pr,根 1 V I 41 V I 4慰,1 22/22/22/l(N+2)2据=方, g=n= 9/2 =1赤一(N+2)2达标检测当堂检测巩固反响1 .关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法中不正确的选项是（）A.运用“归谬法”否认了亚里士多德的“重的物体下落快、轻的物体下落慢”的论断B.提出“自由落体”是一种最简单的直线运动匀速直线运动C.通过斜面上物体的匀加速运动外推出：斜面倾角为90。时，物体做自由落体运动，且加速 度的大小跟物体的质量无关D.总体的思维过程是：对现象观察研究一提出假说一逻辑推理一实验检验一对

17、假说进行修正 和推广答案B解析 根据伽利略对自由落体运动的研究过程可得选项A、C、D正确；伽利略提出“自由 落体”是一种最简单的变速直线运动勺变速直线运动，选项B错误.2,关于自由落体运动，以下说法正确的选项是（）A.自由落体运动是一种匀速直线运动B.物体刚下落时，速度和加速度都为零C.物体的质量越大，下落时加速度就越大D.当地重力加速度为9.8m/s2,那么物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s 答案D解析 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动，故A错误.物体刚下落时，初速度 为零，加速度为重力加速度g,故B错误.自由落体运动是忽略空气阻力的运动，无论质量大 小，下

18、落时加速度都是g,故C错误.加速度等于单位时间内速度的变化量，当地重力加速度 为9.8m/s2,那么物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8 m/s2,故D正确.3.一物体从“高处自由下落，经时间胃落地，那么当它下落*寸，离地的高度为（）H H 3H 3HA.y B C.- D.-答案c解析根据6=上产得，下落高度与时间的平方成正比，所以下落自寸，下落高度为日，离地-a、l3 H图度为q-.4.登上月球的宇航员利用频闪仪（频率为每秒20次）给自由下落的小球拍照，所拍的闪光照片 如图4所示（图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度），那么月球外表的重力加速度为 m/s保存两位有效数字）

19、.cm0 0.20().8()1.803.205.007.20-0/37D-OE-OF答案1.6解析由。到尸，每两个相邻小球间的距离依次记为汨、X2、13、工4、工5、%6,根据逐差法有，,L、，劣,（配+右+%4）（X3+X2+X1） d 厂,小球的力口速度为a=,其中 T=0.05 s,松+工5+工4=7.20 cm1.80 cm = 5.40 cm, xi+x2+x3= L80 cm, 代入数据得=1.6 m/s2.强化训练拓展提升40分钟课时作业一、单项选择题1 .如图1所示的演示实验证明了（）V图1A.重力加速度的大小是9.8 m/s2B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C.

20、没有空气时，物体下落的快慢与物体的重量无关D.以上三个结论都不能证明答案C解析 “牛顿管”演示实验说明在没有空气阻力作用时，两个物体运动情况完全相同，与质 量和形状无关，故C正确.2 .在物理学的开展历程中，下面的哪位科学家首先建立了用来描述物体的运动的概念，并首 先采用了实验检验猜测和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地 推进了人类科学的开展（）A.亚里士多德B.伽利略C牛顿D.爱因斯坦答案B解析 在物理学开展史上，是伽利略建立了物理学的正确的研究方法，推进了人类科学的发 展.3 .伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下， 他通过实

21、验观察和逻辑推理，得到的正确结论是（）A.倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B.倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关答案Bx解析 伽利略在著名的斜面实验中得出倾角一定时，记的比值保持不变，小球在斜面上的速Y度与时间成正比，选项A错误，B正确；倾角不同，声的比值不同，即斜面长度一定时，小 球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，且倾角越大，速度越大，所用时间越短，选项C、 D错误.3.从某建筑物顶部自由下落的物体，在落地前的1s内下落的高度为建筑物高的水那么物体落 到地面的

22、瞬时速度为（g取10 m/s2）（）A. 10 m/sB.15 m/sC.20 m/sD.25 m/s答案C解析 假设总时间是看,那么：全程：仁上巴 前（过程有：2sLi）2,联立解得=2 S, 故落地速度为：v=gt=20 m/s.4 .一个做自由落体运动的物体，下落速度。随时间/变化的图象如下图，其中正确的选项是（）答案D解析 自由落体运动的速度g是常数，故下落速度。与时间/成正比，D正确.受测者图25 .用如图2所示的方法可以测出一个人的反响时间，设直尺从开始自由下落，到直尺被受测 者抓住，直尺下落的距离为人 受测者的反响时间为3那么以下说法正确的选项是（）Ai/zDi0c 序因为自由落

23、体加速度且为常数，故，与的平方根成正比,C.tyfh 答案c解析由h=5gt?得,t=即产部,C对.二、多项选择题7,在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球，以下说法中正确的选项是（）A.它们受到的空气阻力对运动的影响相同B.忽略空气阻力，它们的加速度相等C忽略空气阻力，它们落地的速度不等D.忽略空气阻力，它们下落的时间相等答案BD解析 大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等，但由于它们的重力不同，故阻 力对运动的影响不同，A错误.在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快 慢程度相同，加速度相等.因下落高度相等，故下落时间相等，落地速度相等，所以B、D正 确，C错误.8,关于自由落体运动，以下说法正确的选项是（）A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B.如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可视为 自由落体运动C跳伞运发动从飞机上由静止开始下落，忽略空气阻力，翻开降落伞以前的运动是自由落体 运动，翻开降落伞以后的运动不是自由落体运动D.一雨滴从屋顶落下，途中经过一个窗子，雨滴经过窗子的这一段运动是自由落体运动（不计 空气阻力）答案BC