自由落体运动 (2)

1、自由落体运动自由落体运动 物理定律不能单靠物理定律不能单靠“思维思维”来获得，还应致力于观察和实来获得，还应致力于观察和实验验。 - -普朗克普朗克前置作业前置作业1、说出匀变速直线运动的特征、说出匀变速直线运动的特征 有哪些？有哪些？（1）速度均匀变化（增加或减少）；）速度均匀变化（增加或减少）；（2）加速度恒定的直线运动；）加速度恒定的直线运动；（3）连续相等时间内相邻位移的差为常量；）连续相等时间内相邻位移的差为常量；（4）速度时间图像为一条倾斜的直线。）速度时间图像为一条倾斜的直线。2、如图所示是某物体运动时得到一条点迹清晰的、如图所示是某物体运动时得到一条点迹清晰的纸带，已知打点计时

2、器每隔纸带，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，选择打一个点，选择了连续的了连续的A、B、C、D、E、F六个点作为计数点，六个点作为计数点，并对计数点进行测量的结果如图。并对计数点进行测量的结果如图。（1）判断物体的运动性质。）判断物体的运动性质。（2）求物体的加速度。）求物体的加速度。新课导入新课导入“最美妈妈最美妈妈” 2011 2011年年7 7月月2 2日下午日下午1 1点半左右，杭州滨江点半左右，杭州滨江区的区的闻涛社区闻涛社区的一处的一处住宅小区住宅小区内，两岁女内，两岁女孩突然从孩突然从1010楼高空坠落，眼看一出悲剧即楼高空坠落，眼看一出悲剧即将上演。将上演。刹那间，刚好路过

3、的吴菊萍毫不刹那间，刚好路过的吴菊萍毫不犹豫冲过去，徒手接了女孩，自己的左臂犹豫冲过去，徒手接了女孩，自己的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但是，由于她奋不顾身的这一接，女孩稚嫩是，由于她奋不顾身的这一接，女孩稚嫩的生命得救了。请问你能估算出孩子落地的生命得救了。请问你能估算出孩子落地时的速度吗时的速度吗？（假设每层楼高？（假设每层楼高3.0m）听故事听故事新课导入新课导入 如图请一位同学用两个手指如图请一位同学用两个手指捏住直尺顶端，你用一只手在直捏住直尺顶端，你用一只手在直尺下部做捏住直尺的准备，但手尺下部做捏住直尺的准备，但手的任何部位都不要碰到

4、直尺，记的任何部位都不要碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开手时，你立即看到那位同学放开手时，你立即捏住直尺，测出直尺降落的高度，捏住直尺，测出直尺降落的高度，就可算出你的反应时间。你知道就可算出你的反应时间。你知道这其中的道理吗？这其中的道理吗？测测你的反应时间？测测你的反应时间？ 同学们要想解决以上问题，需要学习同学们要想解决以上问题，需要学习-“-“自由落体运动自由落体运动”的有关知识和方法。的有关知识和方法。新课导入新课导入新课教学新课教学 物体的下落运动是自然界物体的下落运动是自然界中一种常见的运动现象。中一种常见的运动现象。 演示：挂

5、在线上的重物，演示：挂在线上的重物，烧断细线后的运动；从手中释烧断细线后的运动；从手中释放的石块的运动。让学生观察放的石块的运动。让学生观察并引导学生再举出一些实例。并引导学生再举出一些实例。请说出：这些运动的共请说出：这些运动的共同特点是什么？同特点是什么？一、初探自由落体运动一、初探自由落体运动-建立概念建立概念（1）提出问题：不同的物体下落的快慢是否相同？）提出问题：不同的物体下落的快慢是否相同？（2 2）对比实验：）对比实验：演示演示1 1：一枚硬币和一张纸片从同一高度自由下落，观察：一枚硬币和一张纸片从同一高度自由下落，观察二者是否同时落地？二者是否同时落地？ 演示演示2 2：一张纸

6、片和一张纸片和一个纸团（等质量）从同一高度自由一个纸团（等质量）从同一高度自由下落，观察二者是否同时落地？下落，观察二者是否同时落地？演示演示3 3：一枚硬币和一个纸团从同一高度自由下落，观察：一枚硬币和一个纸团从同一高度自由下落，观察二者是否同时落地？二者是否同时落地？（3）猜想：如果没有空气的阻力，不同的物体下落的快）猜想：如果没有空气的阻力，不同的物体下落的快慢一样慢一样。新课教学新课教学（4 4）实验验证：演示牛顿管实验）实验验证：演示牛顿管实验新课教学新课教学（6）建立）建立自由落体运动的概念：自由落体运动的概念： 定义：物体只在重力作用下，从静止开始定义：物体只在重力作用下，从静止

7、开始下落的运动，叫做自由落体运动。下落的运动，叫做自由落体运动。 条件：只受重力作用；从静止开始下落。条件：只受重力作用；从静止开始下落。新课教学新课教学（5）结论：在真空中，不同的物体下落的快慢一样）结论：在真空中，不同的物体下落的快慢一样 二、深入探究自由落体运动二、深入探究自由落体运动-明确性质明确性质 （1 1）创设创设问题：自由落体运动的性质如何呢？问题：自由落体运动的性质如何呢？（2 2）学生学生猜想：可能是匀加速直线运动。猜想：可能是匀加速直线运动。（3 3）设计方案：）设计方案：一、一、应用打点计时器设计实验应用打点计时器设计实验二、频闪照相二、频闪照相新课教学新课教学打点计时

8、器打点计时器纸带纸带夹子夹子重物重物(4)(4)进行实验与收集证据：进行实验与收集证据：(5)分析与论证：分析与论证：参考方案：参考方案：方案一：如果方案一：如果x=aT2为一恒量，则物体做匀加速直线为一恒量，则物体做匀加速直线运动。运动。方案二：作方案二：作v-t图象，若为一条倾斜直线，则物体做匀图象，若为一条倾斜直线，则物体做匀加速直线运动。加速直线运动。(6)归纳总结：归纳总结：自由落体是初速度为零的匀加速直自由落体是初速度为零的匀加速直线运动线运动新课教学新课教学三、扩展探究三、扩展探究-测定自由落体加速度测定自由落体加速度 提出问题：提出问题：（1）什么是自由落体加速度？）什么是自由

9、落体加速度？（2）如何测定自由落体加速度？请设计方案。）如何测定自由落体加速度？请设计方案。 方案一：利用方案一：利用x=gT2, 求加速度求加速度g= x/T2; 方案二：利用方案二：利用v-t图象，求加速度图象，求加速度g=斜率斜率k.（3）自由落体加速度的方向如何？大小是多少？）自由落体加速度的方向如何？大小是多少？（4）认真阅读课本，分析表中数据，重力加速度大小有什）认真阅读课本，分析表中数据，重力加速度大小有什么规律？你能尝试解释这个规律吗？么规律？你能尝试解释这个规律吗？新课教学新课教学一些地点的重力加速度一些地点的重力加速度 地点地点 纬度纬度 重力加速度重力加速度 赤道赤道 0

10、0 9.780 广州广州 23006/ 9.788 武汉武汉 30033/ 9.794 上海上海 31012/ 9.794 东京东京 35043/ 9.798 北京北京 39056/ 9.801 纽约纽约 40040/ 9.803 莫斯科莫斯科 55045/ 9.816 北极北极 900 9.832新课教学新课教学归纳总结：归纳总结：（1）定义：在同一地点）定义：在同一地点,一切物体自由下落的加一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度（符号：也叫重力加速度（符号：g）.（2）方向：竖直向下）方向：竖直向下.（3）大小：通

11、常取）大小：通常取g=9.8m/s2，粗略取，粗略取g=10m/s2.（4）特点：随纬度的增加而增大（赤道最小，）特点：随纬度的增加而增大（赤道最小，两极最大）。两极最大）。新课教学新课教学自由落体运动规律自由落体运动规律atvv02021attvxaxvv2202gtv 221gtx gxv22a=gv0=0四、理论推导四、理论推导-自由落体运动规律自由落体运动规律：匀变速直线运动规律匀变速直线运动规律新课教学新课教学“最美妈妈最美妈妈” 2011 2011年年7 7月月2 2日下午日下午1 1点半左右，杭州滨江点半左右，杭州滨江区的区的闻涛社区闻涛社区的一处的一处住宅小区住宅小区内，两岁女

12、内，两岁女孩突然从孩突然从1010楼高空坠落，眼看一出悲剧即楼高空坠落，眼看一出悲剧即将上演。将上演。刹那间，刚好路过的吴菊萍毫不刹那间，刚好路过的吴菊萍毫不犹豫冲过去，徒手接了女孩，自己的左臂犹豫冲过去，徒手接了女孩，自己的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但是，由于她奋不顾身的这一接，女孩稚嫩是，由于她奋不顾身的这一接，女孩稚嫩的生命得救了。请问你能估算出孩子落地的生命得救了。请问你能估算出孩子落地时的速度吗时的速度吗？（假设每层楼高？（假设每层楼高3.0m）听故事听故事应用应用新课教学新课教学解决引入中提出的两个问题，解决引入中提出的两个问题，让学

13、生独立完成，然后小组交让学生独立完成，然后小组交流，而后课堂展示，教师评价。流，而后课堂展示，教师评价。 如图请一位同学用两个手指捏如图请一位同学用两个手指捏住直尺顶端，你用一只手在直尺住直尺顶端，你用一只手在直尺下部做捏住直尺的准备，但手的下部做捏住直尺的准备，但手的任何部位都不要碰到直尺，记下任何部位都不要碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当看这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开手时，你立即捏到那位同学放开手时，你立即捏住直尺，测出直尺降落的高度，住直尺，测出直尺降落的高度，就可算出你的反应时间。你知道就可算出你的反应时间。你知道这其中的道理吗？这其中的道理吗？测测你的反应时间？

14、测测你的反应时间？应用应用课堂小结课堂小结（1）这节课的主要内容有哪些？）这节课的主要内容有哪些？（2）这节课运用了哪些科学方法来分析、解）这节课运用了哪些科学方法来分析、解决问题？决问题？（3）这节课给你留下印象最深的是什么？）这节课给你留下印象最深的是什么？新课教学新课教学作业设置作业设置 设置作业超市设置作业超市 （ABC）三个难度的试题）三个难度的试题让学生自己选择。同时设计一个趣味性的让学生自己选择。同时设计一个趣味性的共同探究题目，给有兴趣的同学课后思考共同探究题目，给有兴趣的同学课后思考钻研。钻研。新课教学新课教学A层次层次1关于自由落体运动，下列说法中正确的是关于自由落体运动，

15、下列说法中正确的是( ) A从静止下落的运动就是自由落体运动。从静止下落的运动就是自由落体运动。 B自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动。自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动。 C做自由落体运动的物体，在开始的连续三个做自由落体运动的物体，在开始的连续三个2s内的位移之比是内的位移之比是1：3：5。 D做自由落体运动的物体，在开始的连续三个做自由落体运动的物体，在开始的连续三个2s末的速度之比是末的速度之比是1：2：3。2自由下落的物体，它下落一半高度所用的时间和全程所用的时间之比是自由下落的物体，它下落一半高度所用的时间和全程所用的时间之比是( ) A1/2 B2 C D3甲、乙两物体所

16、受重力之比为甲、乙两物体所受重力之比为1 1：2 2，甲、乙两物体所在的位置高度之比为，甲、乙两物体所在的位置高度之比为2 2：1 1，它们都做自由落体运动，则下列说法中正确的是（，它们都做自由落体运动，则下列说法中正确的是（ ） A A落地的速度之比是落地的速度之比是 ：1 B1 B落地时的速度之比是落地时的速度之比是1 1：1 1 C C下落过程中的加速度之比是下落过程中的加速度之比是1 1：2 D2 D下落过程中加速度之比是下落过程中加速度之比是1 1：1 14 4、物体从某一高度做自由落体运动物体从某一高度做自由落体运动,经过经过3秒落地则秒落地则: （1）它第一秒内的位移是多少）它第

17、一秒内的位移是多少? （2）第二秒内的平均速度为多少）第二秒内的平均速度为多少? （3）小球落地时速度是多少）小球落地时速度是多少?5 5从离地从离地500m500m的空中自由落下一个小球，取的空中自由落下一个小球，取g= 10m/sg= 10m/s2 2，求：，求：（1 1）经过多少时间落到地面；）经过多少时间落到地面；（2 2）从开始落下的时刻起，在第）从开始落下的时刻起，在第1s1s内的位移、最后内的位移、最后1s1s内的位移；内的位移；（3 3）落下一半时间的位移）落下一半时间的位移. .2222B层次层次1.甲、乙两球从同一高度处相隔甲、乙两球从同一高度处相隔 1秒先后自由下落，则在

18、下落过程中（秒先后自由下落，则在下落过程中（ ） A两球速度差始终不变两球速度差始终不变 B两球速度差越来越大两球速度差越来越大 C两球距离始终不变两球距离始终不变 D两球距离越来越大两球距离越来越大2甲、乙两石块的质量甲、乙两石块的质量m甲甲m乙乙，甲自由下落，甲自由下落1秒后从同一地点再释放秒后从同一地点再释放乙，如果以乙为参考点，则在它们落地之前，甲的运动状态是（乙，如果以乙为参考点，则在它们落地之前，甲的运动状态是（ ） A做匀速直线运动做匀速直线运动 B做匀加速直线运动做匀加速直线运动 C做变加速直线运动做变加速直线运动 D静止静止3甲、乙两个物体做自由落体运动，已知甲的重力是乙的重

19、力的甲、乙两个物体做自由落体运动，已知甲的重力是乙的重力的2倍，倍，甲距地面高度是乙距地面高度的甲距地面高度是乙距地面高度的12，则，则( ) A甲的加速度是乙的甲的加速度是乙的2倍倍 B甲落地的速度是乙的甲落地的速度是乙的12 C各落下各落下1s时，甲、乙的速度相等时，甲、乙的速度相等 D各落下各落下1m时，甲、乙的速时，甲、乙的速度相等度相等4一物体从离地一物体从离地H高处自由下落高处自由下落x时，物体的速度恰好是着地时速度的时，物体的速度恰好是着地时速度的一半，则它落下的位移一半，则它落下的位移x等于多少？等于多少？5一个小球从塔顶自由下落，最后一个小球从塔顶自由下落，最后1s内落下的距

20、离是塔高的内落下的距离是塔高的1625，求塔高。求塔高。C层次层次1. 竖直悬挂一根竖直悬挂一根15m长的杆，在杆的正下方距杆下端长的杆，在杆的正下方距杆下端5m处有一观察点处有一观察点A，让杆自由落下。求杆全部通过让杆自由落下。求杆全部通过A点需多少秒？（点需多少秒？（g=10m/s2）2两个物体用长两个物体用长L9.8 m的细绳连接在一起，从同一高度以的细绳连接在一起，从同一高度以1 s的时间的时间差先后自由下落，当绳子拉紧时，第二个物体下落的时间是多少差先后自由下落，当绳子拉紧时，第二个物体下落的时间是多少?3一段长一段长3米的棒，上端悬挂在天花板上，棒的正下方固定着一个高为米的棒，上端

21、悬挂在天花板上，棒的正下方固定着一个高为d=1m的中空圆筒，棒被释放后自由落下，它通过圆筒所需的时间为的中空圆筒，棒被释放后自由落下，它通过圆筒所需的时间为0.2s，求圆筒上端离天花板的距离。，求圆筒上端离天花板的距离。4、一物体从某一高度自由下落，经过一高度为、一物体从某一高度自由下落，经过一高度为2m的窗户用时间的窗户用时间0.4s，g取取10 m/s2。则物体开始下落时的位置距窗户上沿的高度是多少？。则物体开始下落时的位置距窗户上沿的高度是多少？51991年年5月月11日日北京晚报北京晚报报道了一位青年奋勇接住一个从报道了一位青年奋勇接住一个从15层高层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹设每层楼高是楼窗口跌出的孩子的动人事迹设每层楼高是2.8米，这位青年从他米，这位青年从他所在的地方冲到一楼窗下需要的时间是所在的地方冲到一楼窗下需要的时间是1.3秒请估计一下，他要接秒请估计一下，他要接住孩子至多允许他有多长的反应时间？住孩子至多允许他有多长的反应时间？墙前落石墙前落石从某砖墙前的高处使一个石