歡迎進入物理課堂 第一章 第7節(jié) 理解教材新知 把握熱點考向 知識點一 知識點二 考向一 考向二 考向三 應(yīng)用創(chuàng)新演練 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時跟蹤訓(xùn)練 1 自由落體運動是一種特殊的勻變速直線運動 是物體只在重力作用下 由靜止開始下落的運動 2 重力加速度g的方向豎直向下 一般情況下g取9 8m s2 估算時g可取10m s2 自由落體運動探究 自學(xué)教材 1 自由落體運動 1 定義 只在重力的作用下 物體由開始下落的運動 2 特點 初速度為零 v0 0 只受作用 靜止 重力 2 伽利略對落體運動規(guī)律的探究 1 亞里士多德的觀點 物體越重下落得 2 伽利略的探究過程 發(fā)現(xiàn)問題 伽利略根據(jù)亞里士多德的觀點得出了相互矛盾的結(jié)論 說明亞里士多德的觀點是錯誤的 提出假說 物體下落的過程是一個速度逐漸增大的過程 與其時間成正比 下落距離與時間的平方成正比 越快 3 間接驗證 著名的斜槽實驗 伽利略讓一個小球從阻力很小的斜槽滾下 得出了運動距離與時間的平方成正比的結(jié)論 4 合理外推并得出結(jié)論 在斜面實驗的基礎(chǔ)上 增大斜面傾角直到90 小球的運動仍將滿足距離與時間的平方成正比的關(guān)系 從而得出 自由落體運動是初速度為零 加速度恒定的勻加速直線運動 的結(jié)論 重點詮釋 1 自由落體運動的理解 1 自由落體運動是一種理想化的運動模型 它忽略了空氣阻力對下落物體的影響 嚴格來講只有在真空中才能發(fā)生自由落體運動 在有空氣的空間里 如果物體所受空氣阻力遠小于物體的重力 空氣阻力可以忽略不計時 物體自由下落的運動可以近似地看做自由落體運動 2 自由落體運動要具備兩個條件 第一 初速度為零 第二 除重力之外不受其他力的作用 2 對伽利略科學(xué)研究方法的認識 1 伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法 把實驗和邏輯推理 包括數(shù)學(xué)推演 和諧地結(jié)合起來 他給出了科學(xué)研究過程的基本要素 對現(xiàn)象的一般觀察 提出假設(shè) 運用邏輯得出推論 通過實驗對推論進行檢驗 對假說進行修正和推廣 2 伽利略對自由落體運動的研究 開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法 抽象思維 數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實驗相結(jié)合 這種方法到現(xiàn)在仍然是物理學(xué)乃至整個自然科學(xué)最基本的研究方法 它不但標志著物理學(xué)的真正開端 也有力地推進了人類科學(xué)認識的發(fā)展 近代科學(xué)研究的大門從此打開 1 在學(xué)習物理知識的同時 還應(yīng)當十分注意學(xué)習物理學(xué)研究問題的思想和方法 從一定意義上說 后一點甚至更重要 偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對于后來的科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用 至今仍然具有重要意義 請你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程 判定下列哪個過程是伽利略的探究過程 A 猜想 問題 數(shù)學(xué)推理 實驗驗證 合理外推 得出結(jié)論B 問題 猜想 實驗驗證 數(shù)學(xué)推理 合理外推 得出結(jié)論C 問題 猜想 數(shù)學(xué)推理 實驗驗證 合理外推 得出結(jié)論D 猜想 問題 實驗驗證 數(shù)學(xué)推理 合理外推 得出結(jié)論 解析 伽利略探究物體下落規(guī)律的過程是 先對亞里士多德對落體運動的觀察得出的結(jié)論提出質(zhì)疑 大小石塊捆在一起下落得出矛盾的結(jié)論 猜想 下落的運動是最簡單的運動 速度與時間成正比 數(shù)學(xué)推理 如果v t 則有h t2 實驗驗證 設(shè)計出斜面實驗并進行研究 得出光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律h t2 合理外推 將光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律h t2推廣到落體運動 從探究的過程看 答案應(yīng)是C 答案 C 自由落體運動規(guī)律 自學(xué)教材 1 運動的性質(zhì)初速度為零的直線運動 2 加速度 重力加速度 用g表示 g 9 8m s2 方向 3 運動規(guī)律自由落體運動是勻變速直線運動在v0 0 a g時的一種特例 1 速度公式 v 2 位移公式 h 勻加速 豎直向下 gt gt2 重點詮釋 1 對自由落體加速度g的理解 1 自由落體的加速度也叫重力加速度 不同的物體在同一個地方做自由落體運動時 重力加速度都相同 地球上不同位置的重力加速度一般是不同的 2 重力加速度隨地理位置的改變而改變 它隨緯度的增大而增大 隨高度的增加而減小 但一般計算中 我們認為重力加速度g是不變的 取9 8m s2 粗略計算時也可取為10m s2 3 重力加速度g的方向總是豎直向下 4 重力加速度g和初中學(xué)的重力G mg中的g其實是同一個物理量 重力加速度g的單位是m s2 而初中學(xué)習的g單位是N kg 它們是相同的 只是表現(xiàn)形式不同 2 對自由落體運動規(guī)律的認識 1 勻變速直線運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律的對比 2 關(guān)于自由落體運動 下列說法中不正確的是 A 它是豎直向下 v0 0 a g的勻加速直線運動B 在開始連續(xù)的三個1s內(nèi)通過的位移之比是1 3 5C 在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1 2 3D 從開始運動起至下落4 9m 9 8m 14 7m所經(jīng)歷的時間之比為1 2 3 答案 D 對自由落體運動的認識 例1 關(guān)于自由落體運動 下列說法正確的是 A 物體豎直向下的運動一定是自由落體運動B 自由落體運動是初速度為零 加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動C 物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動D 當空氣阻力的作用比較小 可以忽略不計時 物體自由下落可視為自由落體運動 思路點撥 物體做自由落體運動的條件有兩個 只受重力作用 初速度v0 0 解析 物體向下的運動可以是加速 減速 也可以是勻速 所以選項A錯誤 自由落體運動是物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動 自由落體運動是一種初速度為零 加速度為g的勻加速直線運動 故選項B C正確 如果空氣阻力的作用比較小 可以忽略不計 物體的下落也可以看做自由落體運動 選項D正確 答案 BCD 借題發(fā)揮 解答此類問題時 應(yīng)充分理解自由落體運動的定義 特征 性質(zhì)和重力加速度的特點 緊緊抓住概念的本質(zhì) 排除日常生活經(jīng)驗的干擾 1 下列關(guān)于自由落體運動的說法中正確的是 A 豎直下落的運動就是自由落體運動B 從豎直上升的氣球上掉下的物體的運動是自由落體運動C 高空雨滴下落的運動是自由落體運動D 屋檐滴下的水滴下落可視為自由落體運動 解析 物體做自由落體運動條件是只受重力 初速度為零 故A錯誤 上升的氣球上掉下的物體離開氣球時具有向上的初速度 不是自由落體運動 故B錯誤 雨滴下落過程中所受空氣阻力與速度大小成正比 從高空下落的雨滴速度增大 阻力也增大 最終與重力幾乎相等 而屋檐滴下的水滴由于運動時間短 速度較小 所受空氣阻力可忽略不計 故C錯誤 D正確 答案 D 自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用 例2 離地500m的空中自由落下一個小球 不計空氣阻力 取g 10m s2 求 1 小球經(jīng)過多長時間落到地面 2 落下一半位移的時間 3 小球落地前最后1s內(nèi)的位移 審題指導(dǎo) 解答本題時應(yīng)注意以下兩點 1 小球的運動規(guī)律 2 最后1s內(nèi)的位移表示方法 借題發(fā)揮 物體在某段時間內(nèi)的位移可用物體運動的總位移與這段時間之前物體運動位移之差求解 試求上例中物體在下落的全過程中 前一半時間內(nèi)的位移與后一半時間內(nèi)的位移大小 答案 125m375m 自由落體運動規(guī)律的靈活應(yīng)用 例3 每隔一定時間就有一滴水從屋檐滴下 當?shù)?滴正欲滴下時 第1滴剛好落到地面 而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗戶的上下沿 如圖1 7 1所示 取g 10m s2 試求 1 滴水的時間間隔是多少 2 此屋檐離地面多高 圖1 7 1 審題指導(dǎo) 解答本題時應(yīng)注意以下兩點 1 第1滴水下落的總時間與時間間隔的關(guān)系 2 相鄰各滴水之間的位移關(guān)系 答案 1 0 2s 2 3 2m 借題發(fā)揮 在解決這個問題的過程中我們用到了等效思想 即將這5滴水的運動等效為一滴水的自由落體運動 并且將這一滴水運動的全過程分成時間相等的4段 設(shè)時間間隔為T 則這一滴水在0時刻 T末 2T末 3T末 4T末所處的位置分別對應(yīng)圖中第5滴水 第4滴水 第3滴水 第2滴水 第1滴水所處的位置 據(jù)此可作出解答 2 一物體從一行星表面的某高度處自由下落 不計表層大氣阻力 自開始下落計時 得到物體離行星表面的高度h隨時間t變化的圖像如圖1 7 2所示 則 A 行星表面的重力加速度大小為8m s2B 行星表面的重力加速度大小為10m s2C 物體落到行星表面時的速度大小為20m sD 物體落到行星表面時的速度大小為25m s 圖1 7 2 答案 AC 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全