3.3匀变速直线运动实例——自由落体运动

1、第3节、匀变速直线运动实例熟透的苹果是怎样下落？为什么往下落？探究历史轨迹：亚里士多德伽利略牛顿匀变速直线运动规律 1、速度与时间的关系式: 2、位移与时间的关系式： 3、速度与位移的关系式: 4、平均速度公式:5、由打点纸带求加速度的公式: 2012sta t （2min）s= s2s1=s3 s2= = atv=v0+atv2-v02=2asv12stv(v0+v) 1、 速度公式：v= v0+at2、位移公式：s= v0 t + at2 2 13、位移-速度公式：2as= v2- v02 4：平均速度公式:：连续相等的时间间隔（T）即：s= s2 s1= s3 s2= = aT12st知

2、识回顾（匀变速直线运动规律）（2min）v(v0+v)1、理解自由落体运动、理解是重力加速度。、理解自由落体运动、理解是重力加速度。 学习目标 2、掌握自由落体运动的规律。 3、培养同学们分析和综合、推理和判判断思维 能力。新知学习（42min）自学教材 1实验探究 实际中，硬币比纸片先落地是因为 的影响，把形状和质量不同的物体，如金属片、小羽毛、小玻璃球等，放在真空的玻璃管中，发现这些物体 落地了。 2自由落体运动 (1)条件：物体的 为零；物体只受 的作用 (2)定义：物体只在 作用下从 开始下落的运动 (3)性质：自由落体运动是初速度为零的 。 空气阻力同时初速度重力重力静止匀变速直线运

3、动落体运动提出问题？比较轻重不同的物体下落快慢实验探讨实验结论:并不是物体越重就下落越快。影响落体运动的因素:重力和空气阻力。 简单 复杂1、比较轻重不同的物体下落快慢猜想2、在没有空气阻力时，牛顿管频闪照相在某地任何物体自由下落的运动情况相同比萨斜塔不同物体在同一地点，同一高度，同时自由下落，则同时落地。1、特点：频闪照片的拍摄自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。2、运动性质：打点计时器伽利略的研究粉笔纸片粉笔下落快，纸片下落得慢.从实验现象得知，重的物体下落的快？是 粉笔重，纸片轻实验一亚里士多德观点轻重不同的物体，几乎同时落地。重的物体不一定下落得快粉笔纸团结论实验二伽利略观点 到

4、底是亚里士多德的观点正确还是伽利略的观点正确（由任意两个小各小组分别扮演亚里士多德和伽利略进行辩论）？争论挺激烈究竟那个对？再做一个实验看看！意大利的城市比萨著名的塔 伽利略1590年 1970年阿波罗飞船 在没有空气的阻力的情况下，重的物在没有空气的阻力的情况下，重的物体和轻的物体体和轻的物体下落得一样快下落得一样快（物体下（物体下落的快慢与物体的重量落的快慢与物体的重量无关无关）。）。原来如此！（由同学们总结）321物体下落快慢不是由轻重来决定的，是空气阻力的原因。 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。 “自由”的含义是只受重力、初速度为零。不同物体从同一高度做自由落

5、体运动，它们的运动情况是相同的。疑团疑团疑团（由各小组讨论且相互交流）1、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。（板书）一、自由落体运动2、性质：（1）v0 = 0 （2）只受重力（板书） 这种下落运动到底是一种怎样的运动？打破砂锅问到底？用给出的幻灯片 39下落运动的频闪照相图片( 频闪时间间隔为1/10 s )检 验 猜 想猜 想：这种下落运动是匀加速运动？计数点计数点位移位移s/m位移差位移差s/m重力加速度重力加速度g/（m/s2) 1s1= / / 2s2= s2 -s1= g= 3s3= s3- s2= g= 4s4=s4- s3= g=判断自由落体运动的运动试验记录 计时

6、单位T=0.1s10246812141618s1s2s3s4s5若s2-s1 =s3-s2=s4-s3=s在实验误差范围内是定值，就可以说明此运动为匀加速运动。取点1 23 4 连续相等时间内的位移（cm)s1 =s2=s3 =s4=连续相等时间内的位移差（cm)s2-s1=s3-s2=s4-s3=规律请同学们把纸带上数据填写在表中计时单位T=0.1s123453、结论：自由落体运动是一种初速度为0的匀加速直线运动。（板书） 问题 2、这种运动是同学们熟悉的那种运动？ 似曾相识！问题1、由各小组汇报在纸带上连续相等的时间 间隔内的位移差有什么关系？相等重点诠释 1对自由落体运动的理解 (1)自

7、由落体运动是一种理想化模型。当自由下落的物体受到的空气阻力远小于重力时才近似地看做自由落体运动，如在空气中由静止释放的石块。 (2)物体做自由落体运动的条件：一是初速度为零；二是仅受重力作用。 (3)自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动。所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动。 2判断下落物体的运动是否是自由落体运动的方法 (1)在判断时，如题目直接给出物体由静止开始自由下落或忽略空气阻力等提示语时，可将下落的运动看成自由落体运动。 (2)对于有空气阻力的问题，若空气阻力远小于重力，可近似看做自由落体运动。 (3)若只是空气阻力很小，则不能认为物体就一定做自由落体运动，因为

8、虽然空气阻力很小，但可能空气阻力与重力大小差不多，就不能看做自由落体运动。1关于自由落体运动，下列说法正确的是()A从静止开始下落的物体一定做自由落体运动B若空气阻力不能忽略，则一定是重的物体下落得快C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D只要空气阻力的作用比较小，物体由静止开始的下 落可视为自由落体运动解析：自由落体运动是指从静止开始，只在重力作用下的运动。但当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体由静止开始的下落可视为自由落体运动，选项A、D错误，C正确；当空气阻力不能忽略时，重的物体也不一定下落得快，例如1 g 重的小钢球就比1 kg重的羽毛下落得快，选项B错误。

9、答案：C自学教材 1自由落体的加速度 (1)定义：物体自由下茖时的加速度来自 和物体之间的万有引力，也称为 ，用字母g表示 (2)大小：在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同；不同的地方g的大小是不同的，但变化不大。一般的计算中，通常g取 ,在估算时，g还可以取 。随着纬度升高，重力加速度 ；同一地区高度越大重力加速度 。 (3)方向：地球上重力加速度的方向总是 。地球重力加速度9.8 m/s210 m/s2增大越小 竖直向下2自由落体运动的公式(1)自由落体的特点：v00，ag。(2)速度公式：vt 。(3)位移公式：s 。(4)速度、位移关系式：vt2 。gt2gs 3、注意：任

10、意相等时间内速度变化量相等。即 v=gt，方向竖 直向下 (板书) 同一地点g的数值相同1、大小： 一般取 g =9.8 m/s2 g随纬度增大而增大 粗略计算取 g =10 m/s22、方向： 竖直向下(板书)二、自由落体加速度g（又叫重力加速度）赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北极：g=9.832m/s2随纬度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m/s2 地地 点点 纬纬 度度重力加速重力加速(ms2)特特 点点 赤道赤道 0 9.780 最小最小 广州广州2306 9.788 武汉武汉3033 9.794 上海上海3112 9.794 东京东京3543 9

11、.798 北京北京3956 9.801 纽约纽约4040 9.803 莫斯科莫斯科5545 9.816 北极北极90 9.832 最大最大哈哈！我也看出: 重力加速度的大小随纬度的升高而增大重点诠释 1影响重力加速度的因素 (1)在同一地点，一切物体的重力加速度都相同，也就是说，同一地点一切物体自由下落时速度变化的快慢都相同。 (2)在地球的不同地方，重力加速度的大小略有不同。 在地球表面，纬度越高的地方，重力加速度g的值越大 在地面上的同一地点，高度越高的地方，重力加速度g的值越小。 2自由落体运动公式的几个推论 3关于自由落体运动的几个比例关系式 (1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，

12、第 n s末速度之比为1 2 3 n。 (2)前1 s内，前2 s内，前3 s内，前n s内位移之比为1 4 9 n2。 (3)连续相等时间内的位移之比为1 3 5 (2n1)。2关于重力加速度，下面四种说法正确的是()A重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢，方向垂 直向下B重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小C重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢D轻、重不同的物体的重力加速度不同解析：重力加速度是矢量，方向竖直向下，而不是垂直向下，表示物体速度变化的快慢，但不表示速度变化的大小，故A、B错，C对；在同一地点物体的加速度是相同的，与物体的轻重无关，D错。答案：C自学教材

13、(1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体 、轻物体 的论断。 (2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动 ”的假说。 (3)在当时的实验条件下测量短时间是有困难的，伽利略采用了间接验证的方法：下落的快下落的慢匀变速直线运动 运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动应有 ； 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s和所用时间t。st2 (4)伽利略研究自然规律的科学方法 和 相结合。数学推理实验研究物体越重下落越快研究方法：观察思考（直觉）研究方法：观察实验（对比实验） 理性思维。 伽利略假设：重的物体下落得快结论：重的物体下落得慢?vv? ?v巧妙推理伽利

14、略对落体运动的研究1。提出假说：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 3。实验验证：“放慢了的落体运动”斜面实验 4。合理外推：斜面倾角增大到900时，物体成为自由落体， 小球仍保持匀变速直线运动的性质结论:小球沿光滑斜面，从静止开始的运动是匀加速直线运动。 2。数学推理： V=at 即VtS=at2/2 即：St2伽利略的数据自学教材 (1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体 、轻物体 的论断。 (2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动 ”的假说。 (3)在当时的实验条件下测量短时间是有困难的，伽利略采用了间接验证的方法：下落的快下落的慢匀变速直线运动 运用数学推导的方法得出

15、初速度为零的匀变速直线运动应有 ； 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s和所用时间t。st2 (4)伽利略研究自然规律的科学方法 和 相结合。数学推理实验研究重点诠释1伽利略的科学方法 2伽利略的研究给我们的启示 (1)要善于观察、勤于思考，勇于发现和提出问题 发现问题和提出问题是科学探究的前提，要提升这一能力，在学习中要从以下两个方面入手，一是养成仔细观察的习惯，善于捕捉新现象；二是不断地把新现象和自己的认知相联系，增强质疑的意识。 (2)要合理地进行猜想和假设 猜想和假设是科学思维的一种形式，是根据已知事实材料和科学知识对所研究的问题做出的一种猜测性陈述。 (3)要

16、科学制订实验计划 假设与猜想的合理性要通过实验来进行探究，要使实验达到预期目标，应特别注意实验的如下五个环节：知道实验目的和已有条件，制订实验方案；尝试选择实验方法及所需要的装置与器材；考虑实验中的变量及其控制方法；根据实验原理、实验目的认真搜集数据；对实验数据进行分析和论证。3关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是 ()伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动匀变速运动伽利略通过数学推理并用小球在斜面上的运动实验验证了位移与时间的平方成正比伽利略通过实验求出了物体下落的加速度值ABC D解析：根据物理学史和伽利略对自由落体运

17、动的研究可知、说法正确，故B项正确。答案：B1、测反应时间操作：一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手，且在捏的过程中手不能上下移动。读数：直尺下落的距离h.处理：根据位移公式hgt2/2可计算出直尺下落的时间。结论：直尺下落的时间就是你的反应时间。四、自由落体运动的应用0.15s0.10s0.05s0101816141286422000.20s为什么相同时间间隔内位移不相同？位移跟时间的平方成正比研究性学习小课题同学们利用“反应时间测量尺”跟踪检测不同人群的反应时间（性别、年龄、职业等），一天内不

18、同时段内的反应时间（早上、中午、晚上）。研究采集到的数据，总结出反应时间跟哪些因素有关？（请同学们课后男女同学分别测量）。自由落体运动的应用 如何测量楼高、井深、悬崖和 峡谷的高度。2、测高度?我也会！Hgt2/2 例1在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石头从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动，下列说法正确的是 () A重的石块落得快，先着地 B轻的石块落得快，先着地 C在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度 D两块石块在下落时间内的平均速度重的石块大 思路点拨在忽略空气阻力情况下，轻、重石块均做自由落体运动，加速度都为重力加速度。 解析物体做自由落体运动的快慢与物体的质量无关，因两石块下落高度相同，故它们将同时落地，且在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度，A、B选项错；C选项对；在下落时间内，两石块的位移相同，所用时间相同，由平均速度的定义可判定其平均速度相同，D选项错。 答案C 自由落体运动是物体只受重力作用从静止开始下落的运动，是一种理想化模型。对生活中的多数落体运动，若忽略空气阻力时，都可看做自由落体运动。对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶，下列说法正确的是 ()A苹果和树叶都可以看成自由落体运动B苹果可以近似地看成自由