《自由落體運(yùn)動(dòng)》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT免費(fèi)課件
第一部分內(nèi)容:[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件.
2.通過實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的特點(diǎn),建立重力加速度的概念.知道重力加速度的大小、方向.(重點(diǎn))
3.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并能解決相關(guān)實(shí)際問題.(難點(diǎn))
4.了解伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法,領(lǐng)會(huì)伽利略的科學(xué)思想.
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT,第二部分內(nèi)容:自主預(yù)習(xí)探新知
知識(shí)梳理
一、自由落體運(yùn)動(dòng)
1.定義:物體只在______作用下從______開始下落的運(yùn)動(dòng).
2.特點(diǎn)
(1)運(yùn)動(dòng)性質(zhì):初速度等于 的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
(2)受力特點(diǎn):只受______作用.
(3)物體下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)的條件:在實(shí)際中物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用,物體并不是做自由落體運(yùn)動(dòng),只有當(dāng)空氣阻力比重力小得多,可以忽略時(shí),物體的下落才可當(dāng)作______運(yùn)動(dòng)來處理.
二、自由落體加速度
1.定義:在同一地點(diǎn),一切物體自由下落的加速度都______.這個(gè)加速度叫自由落體加速度,也叫重力加速度,通常用g表示.
2.方向:______.
3.大小
(1)在地球上的同一地點(diǎn):一切物體自由下落的加速度都______.
(2)在地球上不同的地點(diǎn),g的大小一般是 (A.相同 B.不同)的,g值隨緯度的增大而逐漸______.
(3)一般取值:g=______ 或g=______ .
4.自由落體的速度、位移與時(shí)間的關(guān)系式
v=______.
x=______.
三、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究
1.問題發(fā)現(xiàn)
亞里士多德觀點(diǎn):重物下落得______,輕物下落得______.
矛盾:把重物和輕物捆在一起下落,會(huì)得出兩種矛盾的結(jié)論.
伽利略觀點(diǎn):重物與輕物下落得______.
2.猜想與假說
伽利略猜想落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡單的______運(yùn)動(dòng),并指出這種運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是______變化的假說.
3.理想斜面實(shí)驗(yàn)
(1)如果速度隨時(shí)間的變化是均勻的,初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移x與運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t的平方成_____,即x∝t 2.
(2)讓小球從斜面上的不同位置由靜止?jié)L下,測出小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移x和所用的時(shí)間t.
(3)斜面傾角一定時(shí),判斷x∝t 2是否成立.
(4)改變小球的質(zhì)量,判斷x∝t 2是否成立.
(5)將斜面傾角外推到θ=90°情況——小球自由下落,認(rèn)為小球仍會(huì)做_____運(yùn)動(dòng),從而得到了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.
4.伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法:把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來.他給出了科學(xué)研究過程的基本要素:對(duì)現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯得出推論→通過實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)→對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣.
基礎(chǔ)自測
1.正誤判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)在空氣中自由釋放的物體做自由落體運(yùn)動(dòng). ( )
(2)物體在真空中一定做自由落體運(yùn)動(dòng). ( )
(3)自由釋放的物體只在重力作用下一定做自由落體運(yùn)動(dòng).( )
(4)在同一地點(diǎn),輕重不同的物體自由落體加速度一樣大.( )
(5)自由落體加速度的方向垂直于地面向下. ( )
2.(多選)在忽略空氣阻力的情況下,讓石塊和木塊從同一高度同時(shí)從靜止開始下落,下列說法中正確的是( )
A.重的石塊先著地
B.輕的木塊先著地
C.在著地前的任一時(shí)刻,二者具有相同的速度和位移
D.二者在下落這段時(shí)間內(nèi)的平均速度相等
3.下列哪位科學(xué)家首先采用了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法,把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來,從而有力地推動(dòng)了人類科學(xué)的發(fā)展( )
A.亞里士多德 B.伽利略
C.牛頓 D.愛因斯坦
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT,第三部分內(nèi)容:合作探究攻重難
研究自由落體運(yùn)動(dòng)
1.對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解
(1)自由落體運(yùn)動(dòng)的條件:
①運(yùn)動(dòng)條件:初速度為零.
②受力條件:除重力外不受其他力的作用.
(2)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型.
①這種模型忽略了次要因素——空氣阻力,突出了主要因素——重力.實(shí)際中,物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用,并不做自由落體運(yùn)動(dòng).
②當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí),物體由靜止開始的下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng).如在空氣中石塊的自由下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng),空氣中羽毛的下落不能看作自由落體運(yùn)動(dòng).
(3)自由落體運(yùn)動(dòng)的圖像:自由落體運(yùn)動(dòng)的vt圖像(如圖所示)是一條過原點(diǎn)的傾斜直線,斜率k=g.
2.研究自由落體運(yùn)動(dòng)的方法
(1)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行研究.
(2)利用頻閃照片進(jìn)行研究.
3.自由落體運(yùn)動(dòng)的重要推論
(1)整個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)的平均速度v等于末速度v的一半,也等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度vt2,即v=v2=vt2.
(2)在連續(xù)相等的時(shí)間(T)內(nèi)位移之差為一恒定值,即Δh=gT2.
(3)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),因此其規(guī)律與初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)相同,即:x=gt,h=12gt2,v2=2gh.
規(guī)律方法
處理自由落體運(yùn)動(dòng)問題時(shí),首先要善于根據(jù)題意,靈活運(yùn)用公式,特別是注意如下特殊問題的求解:對(duì)于不可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體的運(yùn)動(dòng),比如鐵鏈自由下落,計(jì)算經(jīng)過某點(diǎn)所用的時(shí)間時(shí),由于它有一定的長度,經(jīng)過這一點(diǎn)時(shí)不是一瞬間,而是一段時(shí)間,解決這類問題的關(guān)鍵是選準(zhǔn)研究過程,找準(zhǔn)與這段研究過程的起點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的位移,解答過程中應(yīng)借助示意圖,搞清楚物體運(yùn)動(dòng)的過程,從而達(dá)到解決問題的目的.
重力加速度與重力加速度的測量
1.重力加速度
(1)產(chǎn)生原因:由于地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生.
(2)大小
一般計(jì)算可取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2,沒有特殊說明時(shí),按g=9.8 m/s2計(jì)算.
重力加速度的大小與在地球上的位置及距地面的高度有關(guān)
與緯度的關(guān)系 在地球表面上,重力加速度隨緯度的增加而增大,即赤道處重力加速度最小,兩極處重力加速度最大,但差別很小
與高度的關(guān)系 在地面上的同一地點(diǎn),重力加速度隨高度的增加而減小,但在一定的高度內(nèi),可認(rèn)為重力加速度的大小不變
(3)方向:豎直向下.由于地球是一個(gè)球體,各處的重力加速度的方向是不同的.豎直向下是指與水平面垂直.只有在赤道或兩極時(shí)重力加速度才指向地心.
2.重力加速度的測量
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法
①利用如圖所示裝置,讓物體自由下落打出點(diǎn)跡清晰的紙帶.
②對(duì)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x進(jìn)行測量,利用g=xn-xn-1T2,求出重力加速度.
(2)頻閃照相法
①頻閃照相機(jī)可以間隔相等的時(shí)間拍攝一次,利用頻閃照相機(jī)的這一特點(diǎn)可追蹤記錄做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在各個(gè)時(shí)刻的位置(如圖所示).
②根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的推論Δh=gT 2可求出重力加速度g=ΔhT 2.也可以根據(jù)vt2=v=xt,求出物體在某兩個(gè)時(shí)刻的速度,由g=v-v0t,可求出重力加速度g.
(3)滴水法
如圖所示,讓水滴自水龍頭滴下,在水龍頭正下方放一個(gè)盤,調(diào)節(jié)水龍頭,讓水一滴一滴地滴下,并調(diào)節(jié)到使第一滴水碰到盤的瞬間,第二滴水正好從水龍頭口開始下落,并且能依次持續(xù)下去.用刻度尺測出水龍頭口距盤面的高度h,再測出每滴水下落的時(shí)間T,其方法是:當(dāng)聽到某一滴水滴落在盤上的同時(shí),開啟停表
課堂小結(jié)
1.亞里士多德認(rèn)為重的物體比輕的物體下落得快.伽利略的觀點(diǎn):重物與輕物下落得同樣快.
2.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件:(1)只受重力作用;(2)從靜止開始運(yùn)動(dòng).
3.緯度越高,重力加速度越大;海拔越高,重力加速度越。
4.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),基本運(yùn)動(dòng)學(xué)公式為:v=gt,h=12gt2,v2=2gh.
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自由落體運(yùn)動(dòng)PPT,第四部分內(nèi)容:當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基
1.(多選)一個(gè)鐵釘和一團(tuán)棉花同時(shí)從同一高處下落,總是鐵釘先落地,這是因?yàn)? )
A.鐵釘比棉花團(tuán)重
B.棉花團(tuán)受到的空氣阻力不能忽略
C.棉花團(tuán)的加速度比重力加速度小
D.鐵釘?shù)闹亓铀俣缺让藁▓F(tuán)的重力加速度大
2.伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中,讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下,他通過實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理,得到的正確結(jié)論是( )
A.傾角一定時(shí),小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比
B.傾角一定時(shí),小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比
C.斜面長度一定時(shí),小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無關(guān)
D.斜面長度一定時(shí),小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無關(guān)
3.一個(gè)小石塊從空中a點(diǎn)開始做自由落體運(yùn)動(dòng),先后經(jīng)過b點(diǎn)和c點(diǎn).已知石塊經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的速度為v,經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度為3v,則ab段與bc段的位移之比為( )
A.1∶3 B.1∶5
C.1∶8 D.1∶9
4.伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書中,提出猜想:物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)他還實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該猜想.某小組依據(jù)伽利略描述的實(shí)驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:
①讓滑塊從離擋板某一距離s處由靜止沿某一傾角θ的斜面下滑,并同時(shí)打開裝置中的閥門,使水箱中的水流到量筒中;
②當(dāng)滑塊碰到擋板的同時(shí)關(guān)閉閥門(假設(shè)水流出均勻穩(wěn)定);
③記錄下量筒收集的水量V;
④改變滑塊起始位置離擋板的距離,重復(fù)以上操作;
⑤測得的數(shù)據(jù)見表格.
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