《自由落體運動》勻變速直線運動的研究PPT課件
第一部分內容：學習目標
1.知道自由落體運動的條件、性質和特點．(重點)
2.掌握自由落體運動的規(guī)律，會通過實驗測定自由落體運動的加速度，知道在地球上不同地方，重力加速度的大小不同.
3.了解伽利略研究自由落體運動的過程，領悟他的研究方法．(難點)
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自由落體運動PPT，第二部分內容：新知探究
一、自由落體運動
1．亞里士多德的觀點：物體下落的快慢是由它們的______決定的．
2．伽利略的研究
(1)歸謬：伽利略從______________的論斷出發(fā)，通過邏輯推理，否定了他的論斷．
(2)猜想：自由落體運動是一種最簡單的變速運動，它的速度應該是____________的．
3．自由落體運動
(1)定義：物體只在______作用下從______開始下落的運動．
(2)運動性質：初速度為零的________直線運動．
二、自由落體加速度
1．定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都______，這個加速度叫做自由落體加速度，也叫做______________，通常用g表示．
2．方向：總是____________．
3．大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的．一般的計算中，g取____________，近似計算時，g取____________．
三、自由落體運動的規(guī)律
1．速度公式：v＝______．
2．位移公式：h＝______．
3．速度位移公式：v2＝______．
自我檢測
思維辨析
(1)初速度為零的下落運動就是自由落體運動．( )
(2)只在重力作用下的下落運動就是自由落體運動．( )
(3)重力加速度方向一定指向地心．( )
(4)物體越重，重力加速度越大，下落得越快．( )
(5)亞里士多德研究自然規(guī)律的方法是實驗的方法．( )
(6)伽利略研究自然規(guī)律的方法是猜想和假設、數(shù)學推理和科學實驗相結合的方法．( )
基礎理解
(1)(2019•平谷期末)BBC科學節(jié)目《HumanUniverse》曾經(jīng)在世界最大的真空實驗室里做了這樣的實驗：在真空環(huán)境下，從同一高度同時由靜止釋放鐵球和羽毛，根據(jù)已學知識判斷，我們會看到的現(xiàn)象是( )
A．鐵球下落快
B．羽毛下落快
C．鐵球和羽毛下落一樣快
D．鐵球和羽毛都不會下落
提示：選C.如果室內充滿空氣時，由于空氣阻力的影響，二者均不做自由落體運動，同時因羽毛受空氣阻力的影響較大，故鐵球和下落得快；在真空環(huán)境下，由于兩者均只受重力作用而做自由落體運動，故鐵球和羽毛下落一樣快，故C正確、A、B、D錯誤．
(2)如圖是著名的比薩斜塔．傳說伽利略曾在比薩斜塔上做過實驗．伽利略讓重的鐵球和輕的鐵球同時下落，發(fā)現(xiàn)兩球幾乎同時落地，僅僅相差“兩指寬”．這是為什么呢？
提示：“幾乎同時落地”證明：相同時間內，重的鐵球和輕的鐵球下落高度幾乎相同．“二指寬”的差別是空氣阻力造成的．
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自由落體運動PPT，第三部分內容：師生互動
對自由落體運動的理解和應用
問題導引
如圖所示，一個小金屬球從離地h高處由靜止釋放，小球下落一段時間落地．試結合上述現(xiàn)象討論：
(1)小球的運動性質是什么？
(2)怎樣確定小球的落地時間及速度？
要點提示 (1)小球做自由落體運動，是初速度為零的勻加速直線運動：v0＝0，a＝g.
(2)可由運動學公式h＝12gt2及v2＝2gh確定落地時間和速度．
【核心深化】
1．自由落體運動的實質
自由落體運動是初速度v0＝0，加速度a＝g的勻加速直線運動，它只是勻變速直線運動的特例．
注意：物體在其他星球上也可以做自由落體運動，但同一物體在不同的星球上所受重力一般不同，所以下落時的加速度一般不同．
2．自由落體加速度——重力加速度
產生原因 由于地球上的物體受到地球的吸引而產生
大小
與物體質量無關，與所處于地球上的位置及距地面的高度有關，在一般的計算中，可以取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2
與緯度關系
在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大，在赤道處重力加速度最小，在兩極處重力加速度最大，但差別很小
關鍵能力1 對自由落體運動的理解
(多選)(2019•濟南高一月考)關于自由落體運動，下列說法中正確的是( )
A．一張紙片在地球表面自由下落，可以看成自由落體運動
B．一個鋼球在地球表面自由下落，可以看成自由落體運動
C．在地球上同一地點，一切物體在自由落體運動中落至同一高度時的加速度都相同
D．輕物體和重物體的重力加速度不同
關鍵能力2 自由落體運動規(guī)律的應用
從離地面80 m的空中自由落下一個小球，(不計空氣阻力，取g＝10 m/s2)求：
(1)經(jīng)過多長時間小球落到地面上；
(2)小球下落到地面時的速度；
(3)小球自開始下落計時，在最后1 s內的位移．
關鍵能力3 等效轉換法解決自由落體運動問題
(2019•長樂期末)青青是一個善于思考的女孩，她在學過自由落體運動規(guī)律后，對自家房屋屋檐下落的雨滴產生了興趣．此屋檐離地面高度為3.2 m，她坐在窗前發(fā)現(xiàn)從屋檐每隔相等時間滴下一滴水，當?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于窗戶的上、下沿，如圖所示．g取10 m/s2，求：窗戶的上、下邊沿高度差是多少？
規(guī)律總結
(1)自由落體運動是一種初速度為0的勻加速直線運動，其加速度為g，g的大小與重力的大小無關，所有的勻變速直線運動的規(guī)律都適用于自由落體運動，但要注意，當問題指明(或有暗示)空氣阻力不能忽略時，物體從靜止開始下落的運動就不再是自由落體運動．
(2)自由落體運動的三點注意
規(guī)律相同 任何物體做自由落體運動時，運動規(guī)律相同
運動速度 由v＝gt知，運動時間越長，速度越大，運動速度與時間成正比；由v＝2gh知，下落高度越大，速度越大，下落高度決定速度的大小
下落時間 由h＝12gt2得t＝2hg，即自由落體運動的時間由下落的高度決定
【達標練習】
1．(2019•安徽青陽高一期中)小明搖動蘋果樹，從同一高度有一個蘋果和一片樹葉同時從靜止下落，發(fā)現(xiàn)蘋果先落地，則以下說法正確的是( )
A．蘋果和樹葉的運動都是自由落體運動
B．蘋果和樹葉的運動都能看成自由落體運動
C．蘋果的運動可以近似看成自由落體運動，樹葉的運動則不能看成自由落體運動
D．假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉也不會同時落地
2．(多選)關于自由落體運動，下列說法中正確的是( )
A．它是v0＝0、a＝g、方向豎直向下的勻加速直線運動
B．在開始連續(xù)的三個1 s內通過的位移之比是1∶3∶5
C．在開始連續(xù)的三個1 s末的速度之比是1∶2∶3
D．從開始運動到下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所經(jīng)歷的時間之比為1∶2∶3
3．(2019•佛山期末)曉筱同學在一次觀看跳水比賽時，想到一個問題：水池的水至少要多深，才能保證運動員的安全？他做了如下假設：比賽時，運動員在距水面10 m的跳臺向上跳起，到達最高點時重心離跳臺約1.25 m．然后自由下落；忽略空氣阻力，將運動員看做質點，其在水中做減速直線運動；上網(wǎng)查得平均加速度大小為25 m/s2，g取10 m/s2.請你幫曉筱計算：
(1)運動員落至水面時的速度；
(2)為了避免運動員與池底碰撞，水池的最小水深．
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自由落體運動PPT，第四部分內容：核心素養(yǎng)聚焦
自由落體運動和豎直上拋運動的綜合應用
一般運動具有多對象、多過程特征．其中典型的問題如下：
(1)自由落體與豎直上拋物體的相遇問題
當兩個物體從不同位置先后做自由落體運動，或兩個物體分別做自由落體運動與豎直上拋運動時，兩物體在空中相遇的條件都是兩物體在同一時刻位于同一位置．
上述兩個物體的相遇問題，可以以地面為參考系，根據(jù)自由落體運動規(guī)律并結合位移關系和時間關系求解，也可以以某一物體為參考系，根據(jù)兩物體相對勻速運動并結合相對位移和時間關系求解．
對兩個分別做自由落體運動與豎直上拋運動的物體在空中相遇的問題，還可以結合豎直上拋運動的臨界條件如“恰好到達最高點”“恰好返回地面”等，求解上升過程或下降過程相遇的條件等．
(2)豎直上拋運動和自由落體運動中的多體問題
豎直上拋運動和自由落體運動中的多體問題一般具有如下特征：
①每個物體都經(jīng)歷相同的運動過程；
②每個物體開始運動的時間差相等．
對此類問題，如水龍頭滴水、雜技演員連續(xù)拋球、直升機定點空投等問題，可把多體問題轉化為單體問題后進行求解．
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