教科版高中物理必修1课件：1.8对自由落体运动的研究.pptx

1、8 对自由落体运动的研究 第一章 运动的描述 1.通过实验，了解空气阻力对落体运动的影响，知道自由落体运动 的概念. 2.知道物体做自由落体运动的条件，认识自由落体运动的规律. 3.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法. 目标 定位 二、伽利略对自由落体运动的研究 三、自由落体加速度 四、自由落体运动的规律 栏目 索引 一、自由落体运动 对点检测 自查自纠 一、自由落体运动 n知识梳理 1.对落体运动的认识 (1)古希腊哲学家亚里士多德提出了物体 下落越快的观点. (2)通过实验说明造成“重快轻慢”的真正原因是： 2.自由落体运动 (1)定义：只在 作用下，物体由 开始下落的运动.

2、(2)条件：初速度为零；只受重力. 答案 越重 空气对物体的阻碍作用. 重力静止 3.运动特点：初速度为零的 ，是匀变速直线运动的特例. 运动图像：自由落体运动的vt图像是一条过原点的 直线，斜率 kg. 答案 匀加速直线运动 倾斜 【深度思考】 在空气中自由释放的物体的运动都可看做自由落体运动吗？ 答案 不一定.在空气中自由下落的物体，只有当空气阻力作用比较小 ，可以忽略时，物体所做的运动才是自由落体运动. 答案 n典例精析 例1 关于自由落体运动，下列说法中正确的是( ) A.不考虑空气阻力的运动是自由落体运动 B.物体做自由落体运动时不受任何外力作用 C.被运动员推出去的铅球的运动是自由

3、落体运动 D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 解析答案 解析 自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力.不考虑空气阻力的运动不 一定是自由落体运动.故A、B错误； 被运动员推出去的铅球具有水平初速度，不满足自由落体运动的条件，C错误 ； 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故D正确. 答案 D D 返回总结提升 总结提升 自由落体运动是一种理想模型.当自由下落的物体所受的空气阻力远小 于重力时，物体的运动才可以视为自由落体运动.如空气中石块的下落 可以看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动. 返回 n知识梳理 二、伽利略对自由落体运动的研究 1.发现问题：伽利略

4、从 的论断出发，通过逻辑推理，否定了亚 里士多德的论断. 2.提出假说：物体下落的过程是一个速度逐渐增大的过程，其速度与时 间成，即 ；物体下落的距离与时间的平方成正比，即 . 3.间接验证：让小球从阻力很小的斜面上滚下，由静止开始到每个相等 的时间间隔末小球运动的距离之比为，证明了ht2，也证明了vt. 4.合理外推：伽利略设想将斜面倾角外推到时，小球的运动就成为 自由落体运动，伽利略认为小球仍会做匀变速直线运动. 答案 亚里士多德 正比ht2 14916 90 vt 【深度思考】 伽利略是通过实验验证了自由落体运动是匀加速直线运动吗？ 答案 不是，伽利略是经过合理外推根据逻辑推理说明了自由

5、落体运 动是匀加速直线运动. 答案 n典例精析 例2 伽利略为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转 化为著名的“斜面实验”，如图1所示，对于这个研究过程， 下列说法正确的是( ) A.斜面实验“放大”了重力的作用效果，便于测量小球运动的路程 B.斜面实验“减小”了重力的作用效果，便于测量小球运动的时间 C.通过对斜面实验的观察与计算，能直接得到自由落体运动的规律 D.根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律 解析答案 图1 返回 解析 伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，为了“冲淡”重力 作用，采用斜面实验，其实就是为了使物体下落时间长些，减小实验 误差，故A错误，B正确；

6、根据实验结果，伽利略将实验结论进行合理的外推，得到自由落体运 动的规律，并非是主观臆断得出的，是在实验的基础上得出的，故C错 误，D正确. 答案 BD 返回 三、自由落体加速度 n知识梳理 答案 2.大小：在同一地点，一切物体的重力加速度都相同，地球上纬度和海 拔不同的区域，重力加速度的大小略有不同.计算中通常取g m/s2， 在粗略计算中还可以取g m/s2. 3.方向：重力加速度的方向. 重力加速度 9.8 10 竖直向下 4.测量重力加速度的方法 (1)打点计时器法 利用如图2所示装置，让物体自由下落打出纸带. 图2 答案 【深度思考】 自由下落加速度的大小与物体的质量有关吗？同一物体在

7、月球和地球 上做自由落体运动时加速度相同吗？ 答案 无关 不同 答案 n典例精析 返回 例3 在研究物体仅在重力作用下运动的实验中，打点计时器所用电源 的频率为50 Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把一个点记作O， 另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，每两个测量点之间有4个实 际打出的点(未标出)，如图3所示，图中所标数据是各测量点到O点的 距离(单位：mm)，那么物体做_运动，加速度为_. 解析答案 图3 解析 因为打点周期T0.02 s， 所以各测量点之间的时间间隔为T5T0.1 s. 返回 n知识梳理 四、自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为，加速度为 的匀加速直线运动.

8、 答案 2.匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式、 初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动. 零 gt g n典例精析 例4 从悬崖顶自由落下一小石块，测得它在落地前最后1 s内的位移是25 m ，若不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)此悬崖距地面的高度H； (2)小石块落地时的速度大小和空中下落的时间. 解析答案 解析答案 由联立解得：t3 s，H45 m 所以小石块落地时的速度大小为：vgt30 m/s. 答案 (1)45 m (2)30 m/s 3 s 例5 小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位 置如图4中

9、1、2、3和4所示.已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的 厚度为d.由此可知小球( ) 图4 解析答案返回 返回 对点检测 自查自纠1234 1.(对自由落体运动的理解)(多选)下列关于自由落体运动的说法正确的是( ) A.物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动 B.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动 C.从静止开始下落的小钢球，因受空气阻力作用，不能看成自由落体运动 D.从静止开始下落的小钢球，所受空气阻力对其运动的影响很小，可以忽 略，可以看成自由落体运动 解析答案 1234 解析 物体做自由落体运动的条件是：(1)初速度为零；(2)除重力之外 不受其他力的作用

10、，所以A错误，B正确. 在实际中，物体下落时，当空气阻力远小于重力时，物体的下落才能 看做自由落体运动，所以C错误，D正确. 答案 BD 1234 2.(自由落体加速度)关于自由落体运动的加速度g，下列说法中正确的是( ) A.重的物体的g值大 B.同一地点，轻重物体的g值一样大 C.g值在地球上任何地方都一样大 D.g值在赤道处大于在北极处 解析答案 1234 解析 自由落体加速度又叫做重力加速度.在同一地点，所有物体的重力 加速度都是相等的，与物体的质量、运动状态均无关，A错误，B正确 ； 在不同地点，重力加速度是不同的，两极处大于赤道处，C、D错误. 答案 B 1234 3.(伽利略对自

11、由落体运动的研究)(多选)关于伽利略对自由落体运动的 研究，下列说法中正确的是( ) A.运用逻辑推理否定了亚里士多德关于重物体下落得快、轻物体下落 得慢的错误论断 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 落体运动且加速度大小跟物体的质量无关 D.总体思想方法：对现象一般观察提出猜想数学推理实验研究 和逻辑推理相结合 解析答案 1234 解析 运用逻辑推理否定了亚里士多德关于重物体下落得快、轻物体下落得慢 的错误论断，故A说法正确； 伽利略提出“自由落体”是一种最简单的直线运动匀加速直线运动，故B 错误； 伽利略在

12、研究物体在无阻力的下落运动(即自由落体运动)时，发现不同质量的 铜球沿阻力极小的斜面滚下，铜球下滑的加速度都是相同的.不断增大斜面倾角 ，结果发现，只是铜球的下滑加速度增大了，而所有铜球的下滑加速度仍是相 同的.所以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 体运动且加速度大小跟物体的质量无关的结论，故C正确； 伽利略的思想方法是：对现象一般观察提出猜想数学推理实验研究和逻 辑推理相结合，故D正确. 答案 ACD 1234 返回 4.(自由落体运动的规律)据预测，2020年前后，中国将走进更强大的 太空时代.假设中国宇航员在某行星上从高75 m处自由释放一重物， 测得在下落最后1 s内所通过的距离为27 m.求： (1)重物下落的总时间； (2)该星球表面的重力加速度. 解析答案 1234 返回