《自由落體運動(dòng)》勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的研究PPT免費課件
第一部分內容:[學(xué)習目標]
1.知道物體做自由落體運動(dòng)的條件.
2.通過(guò)實(shí)驗探究自由落體運動(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.掌握自由落體運動(dòng)的規律,并能解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題.(難點(diǎn))
4.了解伽利略對自由落體運動(dòng)的研究方法,領(lǐng)會(huì )伽利略的科學(xué)思想.
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自由落體運動(dòng)PPT,第二部分內容:自主預習探新知
知識梳理
一、自由落體運動(dòng)
1.定義:物體只在______作用下從______開(kāi)始下落的運動(dòng).
2.特點(diǎn)
(1)運動(dòng)性質(zhì):初速度等于 的勻加速直線(xiàn)運動(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動(dòng),只有當空氣阻力比重力小得多,可以忽略時(shí),物體的下落才可當作______運動(dòng)來(lái)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、伽利略對自由落體運動(dòng)的研究
1.問(wèn)題發(fā)現
亞里士多德觀(guān)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 )得出兩種矛盾的結論.
伽利略觀(guān)點(diǎn):重物與輕物下落得______.
2.猜想與假說(shuō)
伽利略猜想落體運動(dòng)應該是一種最簡(jiǎn)單的______運動(dòng),并指出這種運動(dòng)的速度應該是______變化的假說(shuō).
3.理想斜面實(shí)驗
(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(xiàn)運動(dòng)的位移x與運動(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滾下,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,認為小球仍會(huì )做_____運動(dòng),從而得到了自由落體運動(dòng)的規律.
4.伽利略研究自然規律的科學(xué)方法:把實(shí)驗和邏輯推理(包括數學(xué)推演)和諧地結合起來(lái).他給出了科學(xué)研究過(guò)程的基本要素:對現象的一般觀(guān)察→提出假設→運用邏輯得出推論→通過(guò)實(shí)驗對推論進(jìn)行檢驗→對假設進(jìn)行修正和推廣.
基礎自測
1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)在空氣中自由釋放的物體做自由落體運動(dòng). ( )
(2)物體在真空中一定做自由落體運動(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(kāi)始下落,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.重的石塊先著(zhù)地
B.輕的木塊先著(zhù)地
C.在著(zhù)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)間內的平均速度相等
3.下列哪位科學(xué)家首先采用了實(shí)驗檢驗猜想和假設的科學(xué)方法,把實(shí)驗和邏輯推理和諧地結合起來(lái),從而有力地推動(dòng)了人類(lèi)科學(xué)的發(fā)展( )
A.亞里士多德 B.伽利略
C.牛頓 D.愛(ài)因斯坦
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自由落體運動(dòng)PPT,第三部分內容:合作探究攻重難
研究自由落體運動(dòng)
1.對自由落體運動(dòng)的理解
(1)自由落體運動(dòng)的條件:
①運動(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,并不做自由落體運動(dòng).
②當空氣阻力遠小于重力時(shí),物體由靜止開(kāi)始的下落可看作自由落體運動(dòng).如在空氣中石塊的自由下落可看作自由落體運動(dòng),空氣中羽毛的下落不能看作自由落體運動(dòng).
(3)自由落體運動(dòng)的圖像:自由落體運動(dòng)的vt圖像(如圖所示)是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn),斜率k=g.
2.研究自由落體運動(dòng)的方法
(1)利用打點(diǎn)計時(shí)器進(jìn)行研究.
(2)利用頻閃照片進(jìn)行研究.
3.自由落體運動(dòng)的重要推論
(1)整個(gè)自由落體運動(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)在連續相等的時(shí)間(T)內位移之差為一恒定值,即Δh=gT2.
(3)自由落體運動(dòng)是初速度為零的勻變速直線(xiàn)運動(dòng),因此其規律與初速度為0的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)相同,即:x=gt,h=12gt2,v2=2gh.
規律方法
處理自由落體運動(dòng)問(wèn)題時(shí),首先要善于根據題意,靈活運用公式,特別是注意如下特殊問(wèn)題的求解:對于不可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體的運動(dòng),比如鐵鏈自由下落,計算經(jīng)過(guò)某點(diǎn)所用的時(shí)間時(shí),由于它有一定的長(cháng)度,經(jīng)過(guò)這一點(diǎn)時(shí)不是一瞬間,而是一段時(shí)間,解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是選準研究過(guò)程,找準與這段研究過(guò)程的起點(diǎn)和終點(diǎn)相對應的位移,解答過(guò)程中應借助示意圖,搞清楚物體運動(dòng)的過(guò)程,從而達到解決問(wèn)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
一般計算可取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2,沒(méi)有特殊說(shuō)明時(shí),按g=9.8 m/s2計算.
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,可認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對紙帶上計數點(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頻閃照相機可以間隔相等的時(shí)間拍攝一次,利用頻閃照相機的這一特點(diǎn)可追蹤記錄做自由落體運動(dòng)的物體在各個(gè)時(shí)刻的位置(如圖所示).
②根據勻變速運動(dòng)的推論Δh=gT 2可求出重力加速度g=ΔhT 2.也可以根據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(pán),調節水龍頭,讓水一滴一滴地滴下,并調節到使第一滴水碰到盤(pán)的瞬間,第二滴水正好從水龍頭口開(kāi)始下落,并且能依次持續下去.用刻度尺測出水龍頭口距盤(pán)面的高度h,再測出每滴水下落的時(shí)間T,其方法是:當聽(tīng)到某一滴水滴落在盤(pán)上的同時(shí),開(kāi)啟停表
課堂小結
1.亞里士多德認為重的物體比輕的物體下落得快.伽利略的觀(guān)點(diǎn):重物與輕物下落得同樣快.
2.物體做自由落體運動(dòng)的條件:(1)只受重力作用;(2)從靜止開(kāi)始運動(dòng).
3.緯度越高,重力加速度越大;海拔越高,重力加速度越。
4.自由落體運動(dòng)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng),基本運動(dòng)學(xué)公式為:v=gt,h=12gt2,v2=2gh.
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自由落體運動(dòng)PPT,第四部分內容:當堂達標固雙基
1.(多選)一個(gè)鐵釘和一團棉花同時(shí)從同一高處下落,總是鐵釘先落地,這是因為( )
A.鐵釘比棉花團重
B.棉花團受到的空氣阻力不能忽略
C.棉花團的加速度比重力加速度小
D.鐵釘的重力加速度比棉花團的重力加速度大
2.伽利略在著(zhù)名的斜面實(shí)驗中,讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下,他通過(guò)實(shí)驗觀(guān)察和邏輯推理,得到的正確結論是( )
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(cháng)度一定時(shí),小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān)
D.斜面長(cháng)度一定時(shí),小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān)
3.一個(gè)小石塊從空中a點(diǎn)開(kāi)始做自由落體運動(dòng),先后經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和c點(diǎn).已知石塊經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度為v,經(jīng)過(guò)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)的對話(huà)》一書(shū)中,提出猜想:物體沿斜面下滑是一種勻變速直線(xiàn)運動(dòng),同時(shí)他還實(shí)驗驗證了該猜想.某小組依據伽利略描述的實(shí)驗方案,設計了如圖所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線(xiàn)運動(dòng).實(shí)驗操作步驟如下:
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(kāi)裝置中的閥門(mén),使水箱中的水流到量筒中;
②當滑塊碰到擋板的同時(shí)關(guān)閉閥門(mén)(假設水流出均勻穩定);
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,重復以上操作;
⑤測得的數據見(jiàn)表格.
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