高中物理人教版必修1课件第2章56自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究

第二章匀变速直线运动的研究5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究学习目标重点难点1.知道物体做自由落体运动的条件．2．通过实验探究自由落体运动加速度的大小和方向，建立重力加速度的概念．3．掌握自由落体运动的特点和规律．4．了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和巧妙的实验构思，培养热爱科学、勇于探索、坚持真理的高尚情操.1.自由落体运动的特点和规律是本节的重点．2．利用自由落体运动的规律解决落体运动问题是本节的难点.阅读教材第一部分，并完成下列问题1．利用身边的器材，做下面的小实验并认真观察一、自由落体①将一张纸片和一个金属球同时在同一高度释放，如图甲．②将纸片揉成团和金属球同时在同一高度释放，如图乙．③将牛顿管(又叫毛钱管)管内空气几乎全部抽出后，管内放置形状、质量不同的金属片、鸡毛，在管直立过来时，如图丙．试结合上述观察，讨论下列问题：(1)纸片和金属球哪个先落地？为什么？提示：金属球先落地，因为空气阻力对纸片下落快慢的影响比对金属球下落快慢的影响大．(2)纸团和金属球哪个先落地？为什么？提示：纸团和金属球几乎同时落地，因为空气阻力对二者下落快慢的影响差别不是很大．(3)牛顿管内接近真空时，金属片、鸡毛哪一个先落地？为什么？提示：金属片和鸡毛同时落地，因为二者下落过程中不受空气阻力的影响了．2．归纳总结物体下落运动的规律：没有空气阻力时，轻重不同的物体下落快慢都相同，即物体下落的快慢与物体重力的大小无关．3．自由落体运动(1)定义：物体只在_____作用下从_____开始下落的运动．重力静止0重问题一：空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体？提示：空气阻力的影响可忽略问题二：如图是著名的比萨斜塔．传说伽利略曾在比萨斜塔上做过实验．伽利略让重的铁球和轻的铁球同时下落，发现两球几乎同时落地，仅仅相差“两指宽”．这是为什么呢？提示：“几乎同时落地”证明：相同时间内，重的铁球和轻的铁球下落高度几乎相同．“二指宽”的差别是空气阻力造成的．阅读教材第二部分，完成下列问题1．通过前面的学习我们知道：在同一地点，不同物体从同一高度做自由落体运动的时间是相同的；改变物体释放的高度，它们做自由落体运动的时间仍然是相同的，但高度越高，所用时间越长．(1)不同物体做自由落体的加速度有何关系？提示：相同二、自由落体加速度(2)观看教材“一些地点的重力加速度”，此表说明了什么？提示：地球上不同地方，重力加速度的大小是不同的．2．自由落体加速度(1)定义在同一地点，一切物体自由下落的加速度都_______．这个加速度叫做自由落体加速度，也叫做_______________，通常用__表示．(2)方向：___________．(3)大小在地球上不同的地点，g的大小一般是_______的．一般的计算中，可以取g＝________或g＝_________.相同重力加速度g竖直向下不同9.8

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m/s2问题：由以上学习可知，自由落体的运动性质是什么？提示：自由落体运动是初速度为0，加速度大小为g的匀变速直线运动．三、自由落体运动的规律gt2gh四、伽利略对自由落体运动的研究1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的_______决定的．2．伽利略的研究(1)归谬：伽利略从____________的论断出发，通过逻辑推理，否定了____________的论断．(2)猜想：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是__________的．(3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应有_______.重量亚里士多德亚里士多德均匀变化x∝t2(4)实验结果：①小球沿斜面滚下的运动是______________运动．②只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是_______的．③增大斜面的倾角，小球的加速度随斜面倾角的增大而_______．(5)合理外推：伽利略认为当斜面倾角为_______时，小球将自由下落，仍会做______________运动．匀加速直线相同增大90°匀变速直线3．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般_______→______________→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行_______→对假说进行_______和_______．观察提出假设检验修正推广

在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块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[解题探究](1)忽略空气阻力的情况下，轻重不同的两石块做的是什么运动？提示：自由落体运动．(2)两石块的运动规律相同吗？提示：相同．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，选项A、B错误，选项C正确；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，选项D错误．答案：C

一个物体从h高处自由下落，经过最后196m所用的时间是4s．若空气阻力可以不计，求物体下落的总时间t和下落的高度h.[解题探究](1)在一般计算中重力加速度的大小取值是多少？提示：g＝9.8m/s2(2)自由落体运动的基本规律是什么？一、对自由落体运动的理解1．物体做自由落体运动的两个条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用．2．自由落体运动是一种理想化模型(1)这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．实际上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动．(2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看做自由落体运动．如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动．3．自由落体运动的实质自由落体运动是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例．二、自由落体运动规律及应用1．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动结合匀变速直线运动的规律，可得出自由落体运动规律如下表.2.自由落体加速度g的特点(1)在地球表面不同纬度处，其数值有所不同．纬度越高的地区，g的值越大，纬度越低的地区，g的值越小．(2)