广东省第二师范学院番禺附属中学高中物理 第二章 第5节 自由落体运动教案 新人教版必修1
广东省第二师范学院番禺附属中学高中物理第二章第5节自由
落体运动教案新人教版必修1
[三维目标]
一、知识与技能
1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素。
2、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关运动轨迹，并能自主进行分析。
3、知道什么是自由落体加速度。
4、掌握如何推出自由落体运动规律，并能解决实际问题。
二、过程与方法
1、引导学生进行简单物理研究问题习惯，根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
2、引导学生学会分析数据，归纳总结于随纬度变化的规律。
三、情感态度与价值观
培养学生团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。
1、自由落体概念
2、掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。
二、难点
1、理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
2、照相机曝光时间的估算。
[教具准备]
牛顿管、硬币、天平、小纸片、打点计时器、刻度尺、铁架子、纸带、重物等。
[课时安排]
2课时
演示：粉笔头从手中释放，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。
举例：挂在树上苹果熟了，落到地上，这些物体由静止下落的运动，就晚们今天要研究的自由落体运动。
二、新课教学
（一）影响物体下落快慢的因素
举例：同时从树上落下的苹果和树叶能同时落地吗？似乎重的物体下落得快。
请学生演示：一张纸和一个粉笔头同时下落。
现象：粉笔头下落得快
把错揉成团再比较
现象：下落几乎一样快
牛顿管实验：
拿一个长约1.5m的玻璃管，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的几个物体，如金属片、小羽毛、小软木塞，小玻璃球等，放到玻璃筒里，把玻璃筒倒立过来，观察这些物体下落的情况，把玻璃筒内的空气抽出去，再把玻璃筒倒过来，再次观察物体下落的情况。
结论：如果没有空气的阻力，轻重物体下落的快慢相同。
高中物理第二章圆周运动第二节第1课时实验：探究向心力大小与半径角速质量的关系学案粤教版必修2
第1课时实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 知识目标 核心素养 1.理解向心力和向心加速度的概念. 2.知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算. 3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系，能够用向心加速度公式求解有关问题. 1.体验向心力的存在，会设计相关探究实验，体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用. 2.培养学生科学思维能力、科学探究和分析问题的能力. 3.会用圆周运动的知识解决生活中的问题. 一、实验目的 1．定性感知向心力的大小与什么因素有关． 2．学会使用向心力演示器． 3．探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系． 二、实验方法：控制变量法 三、实验方案 1．用细绳和物体定性感知向心力的大小． (1)实验原理：如图1所示，细线穿在圆珠笔的杆中，一端拴住小物体，另一端用一只手牵住，另一只手抓住圆珠笔杆并用力转动，使小物体做圆周运动，可近似地认为作用在小物体上的细线的拉力，提供了圆周运动所需的向心力，而细线的拉力可用牵住细线的手的感觉来判断． 图1 (2)器材：质量不同的小物体若干，空心圆珠笔杆，细线(长约60 cm)． (3)实验过程： ①在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验． ②在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变物体的角速度进行实验． ③换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作． (4)结论：半径越大，角速度越大，质量越大，向心力越大．
2．用向心力演示器定量探究 (1)实验原理 如图2所示，匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动．这时，小球向外挤压挡板，挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力．同时，小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力大小． 图2 (2)器材：向心力演示器． (3)实验过程 ①把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度不一样，探究向心力的大小与角速度的关系． ②保持两个小球质量不变，增大长槽上小球的转动半径．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度相同，探究向心力的大小与半径的关系． ③换成质量不同的球，分别使两球的转动半径相同．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度也相同，探究向心力的大小与质量的关系． ④重复几次以上实验． (4)数据处理 ①m、r一定 序号12345 6 F向 ω ω2 ②m、ω一定 序号12345 6 F向
人教版高中物理必修1第二章第五节《自由落体运动》教学设计
人教版高中物理必修1第二章 第五节《自由落体运动》教学设计 教学目的 1、知道物体做自由落体运动的条件。 2、掌握自由落体运动的特点和规律。 教学重点：自由落体运动的性质和规律。 教学难点：设计实验并验证自由落体运动为匀变速直线运动 教学课时：一课时 教学过程 复习提问（教学课件2,3,4） 1） 动的速度公式 答：V=v 0+at 2）匀变速直线运动的位移公式 202 1at t v s += 3）变速运动直线运动的速度位移 引入：挂在细线上的羽毛和铅球谁下落的快呢？这节课我们来研究这个问题 演示实验：（教学课件5,6） 1：铁片和大纸片由同高度同时下落 （铁片下落的快）重的物体下落的快？ 2：大纸片和小纸片，且小纸片揉成团，由同高度同时下落 as v v 2202=-
（小纸片下落的快）轻的物体下落的快？ 猜想：可能是因为空气阻力的影响 问题：若没有空气阻力的影响，物体仅受重力作用时，轻重不同的物体下落快慢如何？ 牛顿管试验演示：（教学课件7） 1）充满空气时，轻重物体下落的快慢？（金属片最先下落） 2）空气近似抽空时，轻重物体下落的快慢？（几乎同时下落？） 结论：快慢不同是由于空气阻力的影响。 一．自由落体运动的概念（教学课件8） 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动（理想化模型） 特点：1）只受重力 2）初速度为零 二由落体运动的性质（教学课件9） 问：自由落体运动是何运动？ 学生：可能是匀加速直线运动 问：如何验证 学生：如果加速度恒定不变就能验证 讲：实验方案一: （教学课件10） 打点计时器和纸带的方法 分析纸带,判断自由落体运动是否为初速度 为零的匀加速直线运动;
高一物理自由落体运动练习题完美
自由落体运动练习题 一、 自由落体运功 1、 定义：只在重力作用下，从静止开始下落的运动 注意(1)只在重力作用下 (2)从静止下落 二、 重力加速度 1、 定义：自由落体运动的加速度，“g ”； 方向： 竖直向下 2、大小：g=9.8 m/2 s 注意：（1）在同一地点，重力加速度g 的大小是相同的；在不同的地点，g 的值略有不同 a.同一海拔高度，纬度越高的地方，g 越大． b.同一纬度，海拔高度越高的地方，g 越小 ． （2）一般取g ＝9.8 m/s 2 ，以题目要求为主。 （3）在不同的星球表面，重力加速度g 的大小一般不相同． 3 方向：竖直向下 4 实质：是一个初速为零，加速度为g 的匀加速直线运动。 三 自由落体运动的速度 （1）大小 ： t v gt （2）方向 ： 竖直向下 四 自由落体运动速度-时间和位移-时间图像 [例1]从离地500m 的空中自由落下一个小球，取g= 10m/s 2 ，求： （1）经过多少时间落到地面； （2）从开始落下的时刻起，在第1s 内的位移、最后1s 内的位移； （3）落下一半时间的位移.
[例2]气球下挂一重物，以v0=10m/s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？空气阻力不计，取g=10m/s2. 【练习】 一、选择题 1.甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是[ ] A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大 C.甲、乙同时着地 D.无法确定谁先着地 2.关于自由落体运动，下列说法正确的是 [ ] A.某段时间的平均速度等于初速度与末速度和的一半 B.某段位移的平均速度等于初速度与末速度和的一半 C.在任何相等时间内速度变化相同 D.在任何相等时间内位移变化相同 3.自由落体运动在任何两个相邻的1s内，位移的增量为 [ ] A.1m B.5m C.10m D.不能确定 4.甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是 [ ] A.两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大 B.下落1s末，它们的速度相同 C.各自下落1m时，它们的速度相同 D.下落过程中甲的加速度比乙的加速度大 5.从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将 [ ] A.保持不变 B.不断增大 C.不断减小 D.有时增大，有时减小
2020教科版高中物理必修1第二章第2节重力课时跟踪训练
2013-2014学年高中物理第二章第2节重力课时跟踪训练教 科版必修1 一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分) 1．关于重力，下列说法中正确的是( ) A．静止的物体受重力，运动的物体不受重力 B．向下运动的物体受重力，向上运动的物体不受重力 C．受重力的物体对地球也有吸引力 D．以上说法都不正确 解析：由力的作用是相互的可知选项C对。 答案：C 2．以下说法正确的是( ) A．天平是测量物体质量的，杆秤是测量物体重力的 B．天平是测量物体质量的，杆秤和弹簧秤是测量物体重力的 C．天平、杆秤是测量物体质量的，弹簧秤是测量物体重力的 D．天平、杆秤和弹簧秤都是测量物体重力的 解析：天平、杆秤测物体的质量，弹簧秤测物体的重力。 答案：C 3．下列关于重力的说法中正确的是( ) A．自由下落的石块的速度越来越大，说明石块所受到的重力越来越大 B．在空中飞行的物体不受重力作用 C．一抛出的石块运动轨迹是曲线，说明石块所受重力时刻在改变 D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的过程中，石块所受重力大小和方向始终不变 解析：物体所受的重力与其运动状态无关，无论物体做什么运动，其重力大小与方向均不发生改变，所以只有D项正确。 答案：D 4．关于重力，下述说法中正确的是( ) A．重力是物体的固有属性 B．重力的方向总是指向地心 C．形状规则的物体的重心一定在它的几何中心 D．同一地点，物体所受的重力跟物体的质量成正比 解析：质量是物体的固有属性，而重力不是，由G＝mg知物体的重力不仅与物体的质量有关，还与当地的重力加速度有关，所以A不对。形状规则且质量分布均匀的物体，重心才
高中物理--自由落体运动教案
高中物理--自由落体运动教案 三维目标 知识与技能 1．认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体运动是在理想条件下的运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。 2．能用打点记时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。 3．知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球上不同地方,重力加速度大小不同。 4．掌握如何从匀变直线运动的规律推出自由落体运动的规律,并能够运用自由落体规律解决实际问题。 5．初步了解探索自然规律的科学方法,培养学生的观察、概括能力。 过程与方法 1．由学生自主进行实验探究,采取实验室的基本实验仪器—打点记时器,记录下运动的信息,定量地测定重物自由下落的加速度,探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法。 2．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。 3．引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。 4．引导学生学会分析数据,归纳总结自由落体的加速度g随纬度变化的规律。 5．教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究的机会,根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流。 情感态度与价值观 1．调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述能力/。 2．渗透物理方法的教育,在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型—自由落体 3．培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于提出与别人不同的见解。 教学重点 重点是使学生掌握自由落体的速度和位移随时间变化的规律。自由落体的特
征是初速度为零,只受重力作用(物体的加速度为自由落体加速度g)。 教学难点 是演示实验的技巧及规律的得出,介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理。 教具 牛顿管、硬币、小纸片、打点记时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物等 课时安排 1课时 教学内容 复习提问 s1∶s2∶s3=1∶4∶9sⅠ∶sⅡ∶sⅢ＝1∶3∶5 引入新课 演示：多种小物体的下落。我们都见过雨滴、雪片从天而降,树叶飘落,苹果坠地以及石子落入水井中,上述物体都是受到重力作用而竖直下落的。 落体运动：指出在地面附近的任何物体,脱离支持物后,竖直落向地面的运动叫做落体运动。 研究落体运动对我们的生产和生活有非常重要的意义。如：我们通过坠落的石子来测量井口到水面的深度；飞机空投人员和货物时使用降落伞以减小着地速度等都用上了自由落体运动的相关知识。引入新课 历史回顾及实验 演示１：取一枚硬币,一枚与硬币等大的纸片,让它们从同一高度同时下落,观察下落情况。 结论：“物体越重,下落得越快”。 1．亚里士多德(Aristotle)的认识 从公元前4世纪至公元17世纪,这种观念统治了人们两千多年之久。
高中物理 第二章 受力分析专题导学案 教科版必修1
高中物理第二章受力分析专题导学案教科版 必修1 【学习目标】 1、认识物体受力分析的一般顺序，理解物体受力图。 2、初步掌握物体受力分析的一般方法，加深对力的概念、常见三种力的认识。 3、在分析和综合的思维方法指导下，认识物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的从而进行逻辑思维的训练，培养思维的条理性和周密性。 【学习重点】 受力分析的方法 【课前预习】 一、知识储备 1、由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫做重力，重力作用在物体的重心上，重力的方向竖直向下。 2、发生弹性形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体产生的力叫做弹力，弹力的大小和形变的程度、物体的材料有关，弹力的方向与形变恢复的方向相同。 3、在有相对滑动或相对滑动趋势的物体间产生的阻碍相对滑动或相对滑动趋势的力叫摩擦力。摩擦力的方向沿着接触面与
相对滑动或相对滑动趋势的方向相反。滑动摩擦力的大小用公式计算。 4、力的示意图准确地表示力的方向和作用点，定性地表示力的大小。 二、自主学习重力弹力摩擦力静摩擦力滑动摩擦力产生条件地球的吸引发生弹性形变接触面粗糙、有挤压、有相对滑动趋势接触面粗糙、有挤压、有相对滑动方向竖直向下和形变恢复的方向相反沿接触面、和相对滑动趋势的方向相反沿接触面、与相对滑动的方向相反大小mg弹簧：f=kx 三、受力分析物体之所以处于不同的运动状态，是由于它们的受力情况不同。要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况。正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。 1、整体法：把相互作用的几个物体看成一个整体的方法叫做整体法。 2、隔离法：把研究对象从所处的环境中隔离出来，单独进行分析的方法叫做隔离法。 3、受力分析的思路① 明确研究对象，即明确分析哪个物体的受力情况；② 隔离研究对象，将研究对象从周围物体中隔离出来，并分析周围有哪些物体对研究对象施加力的作用；③ 分析受力顺序是：先重力和已知外力，然后弹力和摩擦力，最后其他力。
人教版物理必修一试题第五节自由落体运动
A．1/2 B．1/3 C．1/4 D．(2+1):1 6．自由落体运动的v-t图象应是图中的 （） 7．某物体从某一较高处自由下落，第1s内的位移是_______m，第2s末的速度是______m/s，前3s 内的平均速度是_________m/s（g取10m/s2）。 8．小球做自由落体运动，它在前ns内通过的位移与前（n+1）s内通过的位移之比是_____________。 9．一物体从高处A点自由下落，经B点到达C点，已知B点的速度是C点速度的3/4，BC间距离是7m，则AC间距离是__________m（g取10m/s2）。 10．一物体从高H处自由下落，当其下落x时，物体的速度恰好是着地时速度的一半，由它下落的位移x=__________。 11．一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大?落到地面用了多长时间? (取g=10m/s2) 12．水滴由屋檐自由下落，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，用时0.2s，不计空气阻力，g取10m/s2，求窗台下沿距屋檐的高度。 13．如图所示,把一直杆AB自然下垂地悬挂在天花板上,放开后直杆做自由落体运动,已知直杆通过A点下方3.2m处一点C历时0.5s,求直杆的长度是多少? (不计空气阻力, g=10m/s2).
14．某同学利用打点时器测量学校所在地的重力加速度，得到如图所示的一条纸带，测得相邻计数点间的距离在纸带上已标出，已知打点计时器的周期为0.02s；请根据纸带记录的数据，计算该学校所在地的重力加速度为多少？ 第五节自由落体运动 1． B 2． B 3． C 4． C 5． D 6． B 7．5, 20, 15 8． n2/(n+1)2 9． 16 10． H/4 11． 20m/s,2s 12． 3.2m 13． 2.75m 14． 9.72~9.78m/s2
高一物理自由落体运动教案
教学目标 1、知识目标：学习自由落体运动、理解自由落体加速度，掌握自由落体运动的规律。 2、能力目标：培养学生在实验探索中进行研究性学习，体验学生间的交流合作。 3、情感目标：让学生受到见义勇为的思想教育和集体观念教育。 教学重点 理解不同物体做自由落体运动的加速度都相同。 教学难点 从实验中得出自由落体运动的特点及其运动性质。 教学方式 讲解、演示、师生互动、对比归纳。 教学仪器 金属片，纸片；牛顿管，抽气机；重物，直尺。 教学过程 [引入课题] 最美妈妈吴菊萍的故事：20XX年7月2日下午1点半左右，杭州滨江区的闻涛社区的一处住宅小区内，两岁女孩突然从10楼高空坠落，眼看一出悲剧即将上演。刹那间，刚好路过的吴菊萍毫不犹豫冲过去，徒手抱接了一下女孩，自己的左臂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，女孩稚嫩的生命得救了。同样有着两岁儿子的吴菊萍之后被人们称为最美妈妈！ 多么惊险的一幕，吴菊萍这种舍己救人的精神确实值得大家学习，如果2岁小女孩是从半米高的位置落到大人手中，小女孩会毫发无损，而从10层楼高的位置落下来后，为什么造成如此严重的后果？吴菊萍从观察到动手接住小女孩，允许她反应的时间到底有多少？她又冒着多大的危险去接小女孩的呢？ 生活中有许多这种落体现象。为了研究问题的方便，我们今天只研究最简单、最理想的落体运动——自由落体运动。 [新课教学] 提问：大家看见过落体运动吗？ 树叶的下落； 雨滴、雪花的下落； 蹦极时，人的下落； 工地上，从高处落下的砖头和瓦片；等等。 提问：你们仔细观察过落体运动吗？ 演示实验：小石头和羽毛的下落。 实验现象：小石头下落的比羽毛快。 早在公元前4世纪，希腊哲学家亚里士多德通过观察大量物体下落的现象，归纳出：物体越重，下落得越快。 提问：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？ 同学们可以通过实验研究这个问题，桌上有金属片和纸片，利用它们设计小实验，做一做。
人教版高中物理必修1第2章第5节自由落体运动教案
《自由落体运动》教学设计 【教学目标】 一、知识与技能 1．知道什么是自由落体运动，理解自由落体运动的本质。 2．知道什么是自由落体加速度，自由落体加速度的大小与方向以及地球上不同地点的自由落体加速度大小不同。 3．掌握自由落体运动的运动学规律。 二、过程与方法 1.通过观察演示实验，概括出自由落体运动的特点，培养学生观察，分析能力。 2.利用已知的直线运动规律来研究自由落体运动。 三、情感态度与价值观 1．培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。 2．培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。 【教学重点】 自由落体运动的本质与规律。 【教学难点】 1．自由落体运动是匀加速直线运动。 【教学方法】 观察法（生活与实验）、引导法 【教学用具】 ppt、纸片若干、橡皮（举例用）、 【课时安排】 1课时 【教学过程】 ●引入 物体下落的运动是一种常见的运动，你们仔细观察过落体运动吗？ 过渡：是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢？物体下落是否受到空阻力的影响呢？ ●自由落体运动──探究实验 实验一：将一张白纸裁成相同的两半，另一片揉成纸团，让其同时从同一高度由静止释放，可以看到纸片比明显比纸团下落得慢。 实验二：将一张白纸裁成相同的两半，其中一半再裁成两半即原来的四分之一，将四分之一的这半揉成纸团，让其同时从同一高度由静止释放，可以看到纸片比明显比纸团下落得慢。 ●自由落体运动─—牛顿管演示实验 演示实验：让质量不同的鸡毛、铁片等物体在一个抽掉空气的玻璃管里下落，可以明显看到不同质量的物体下落的快慢是相同的。放入空气后，再重复前面的实验，发现其中的羽毛和铁片下落的快慢不相同。 实验结论：没有空气时候，物体受到那些力呢？（重力）上面的实验可以得到什么呢？（在没有空气的空间里物体下落时只受重力的作用，其下落的快慢与物体质量无关）。 过渡：到现在为止，我们对落体运动有了一定的认识了。 ●自由落体运动──定义
高中物理必修一第二章力的公式
二、力（常见的力、力的合成与分解） (1)常见的力 1.重力G＝mg （方向竖直向下，g＝9.8m/s2≈10m/s2，作用点在重心，适用于地球表面附近） 2.胡克定律F＝kx ｛方向沿恢复形变方向，k：劲度系数(N/m)，x：形变量(m)｝ 3.滑动摩擦力F＝μFN ｛与物体相对运动方向相反，μ：摩擦因数，FN：正压力(N)｝ 4.静摩擦力0≤f静≤fm （与物体相对运动趋势方向相反，fm为最大静摩擦力） 5.万有引力F＝Gm1m2/r2 （G＝ 6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上） 6.静电力F＝kQ1Q2/r2 （k＝9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上） 7.电场力F＝Eq （E：场强N/C，q：电量C，正电荷受的电场力与场强方向相同） 8.安培力F＝BILsinθ （θ为B与L的夹角，当L⊥B时:F＝BIL，B//L时:F＝0） 9.洛仑兹力f＝qVBsinθ （θ为B与V的夹角，当V⊥B时：f＝qVB，V//B时:f＝0） 注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定; (2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定; (3)fm略大于μFN，一般视为fm≈μFN; (4)其它相关内容：静摩擦力（大小、方向）； (5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q: 带电粒子（带电体）电量(C); (6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。 2）力的合成与分解 1.同一直线上力的合成同向:F＝F1+F2，反向：F＝F1-F2 (F1>F2) 2.互成角度力的合成： F＝(F12+F22+2F1F2cosα)1/2（余弦定理） F1⊥F2时:F＝(F12+F22)1/2 3.合力大小范围：|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分解：Fx＝Fcosβ，Fy＝Fsinβ（β为合力与x轴之间的夹角tgβ＝Fy/Fx） 注：(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; （2）合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外，也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大，合力越小; （5）同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。 三、动力学（运动和力） 1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外 力迫使它改变这种状态为止 2.牛顿第二运动定律:F合＝ma或a＝F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致} 3.牛顿第三运动定律:F＝-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作 用力区别,实际应用:反冲运动} 4.共点力的平衡F合＝0，推广｛正交分解法、三力汇交原理｝ 5.超重:FN>G,失重:FN 自由落体运动的规律 【知识讲解】 自由落体运动 一、定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。在没有空气阻力时，物体下落的快慢跟物体的重力无关。 1971年美国宇航员斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落，观察到它们同时落到月球表面。此实验说明：①在月球上无大气层。②自由落体运动的快慢与物体的质量无关。 自由落体运动在地球大气层里是一种理想运动，但掌握了这种理想运动的规律，也就为研究实际运动打下了基础。当空气阻力不太大，与重力相比较可以忽略时，实际的落体运动可以近似地当作自由落体运动。 对自由落体运动的再研究： 为了纪念伽利略的伟大贡献，1993年4月8日来自世界各地的一些科学家，用精密自动投卸仪把不同材料制成的木球、铝球、塑料球等许多小球从比萨斜塔上44米高处同时投下，用精密电子仪器和摄像机记录，结果发现所有小球同时以同一速度落地。 所以，一般情况下，物体在空气中下落，可以忽略空气的影响，近似地认为是自由落体运动。 二、自由落体运动的条件 1、从静止开始下落，初速为零。 2、只受重力，或其它力可忽略不计。(这是一种近似，忽略了次要因素，抓住了主要因素，这是一种理想化研究方法) 三、自由落体运动的性质 伽利略不但巧妙地揭示了亚里士多德观点的内部矛盾，还对自由落体运动的性质做了许多研究。他的研究方法是提出假设——数学推理——实验验证――合理外推。 伽利略所处的年代还没有钟表，计时仪器也较差，自由落体运动又很快，伽利略为了研究落体运动，利用当时的实验条件做了在斜面上从静止开始下滑的直线运动(目的是为了“冲淡重力)，证明了在阻力很小的情况下小球在斜面上的运动是匀变速直线运动，用逻辑推理外推到斜面倾角增大到90°的情况，小球将自由下落，成为自由落体，他认为这时小球仍然会保持匀变速直线运动的性质，多么巧妙啊! 正确与否需要用实验来验证，如图是处理课本中的自由落体纸带运动轨迹。 猜想：自由落体是匀变速直线运动 则由给定的公式v t＝，因数据相邻点时间t＝0.02s 得v A＝0 力的合成与分解(提高篇) 【学习目标】 1. 知道合力与分力的概念 2. 知道平行四边形定则是解决矢量问题的方法，学会作图，并能把握几种特殊情形 3. 知道共点力，知道平行四边形定则只适用于共点力 4. 理解力的分解和分力的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算 5. 会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力 6. 能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的 【要点梳理】 要点一、力的合成 要点诠释： 1.合力与分力 ①定义：一个力产生的效果跟几个力的共同作用产生的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，那几个力叫做分力。 ②合力与分力的关系。 a.合力与分力是一种等效替代的关系，即分力与合力虽然不同时作用在物体上，但可以相互替代，能够相互替代的条件是分力和合力的作用效果相同，但不能同时考虑分力的作用与合力的作用。 b.两个力的作用效果可以用一个力替代，进一步想，满足一定条件的多个力的作用效果也可由一个力来替代。 2.力的合成 ①定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成。 ②说明：力的合成的实质是找一个力去替代作用在物体上的几个已知的力，而不改变其作用效果的方法。 3.平行四边形定则 ①内容：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形定则。 说明：平行四边形定则是矢量运算的基本法则。 ②应用平行四边形定则求合力的三点注意 a.力的标度要适当； b.虚线、实线要分清，表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线，并加上箭头，平行四边形的另两条边画虚线； c.求合力时既要求出合力的大小，还要求出合力的方向，不要忘了用量角器量出合力与某一分力间的夹角。要点二、共点力 要点诠释： 1.共点力：一个物体受到两个或更多个力的作用，若它们的作用线交于一点或作用线的延长线交于一点，这一组力就是共点力。 2.多个力合成的方法： 如果有两个以上共点力作用在物体上，我们也可以应用平行四边形定则求出它们的合力：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。 说明： ①平行四边形定则只适用于共点力的合成，对非共点力的合成不适用。 ②今后我们所研究的问题，凡是涉及力的运算的题目，都是关于共点力方向的问题。 3.合力与分力的大小关系： 由平行四边形可知：F1、F2夹角变化时，合力F的大小和方向也发生变化。 （1）合力F的范围：｜F1-F2｜≤F≤F1+F2。 ①两分力同向时，合力F最大，F=F1+F2。 第五节 自由落体运动 【教学目标】 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，建立重力加速度的概念，知道重力加速度的方向，知道在地球上的不同地方重力加速度的大小不同，通常情况下28.9s m g = 3.掌握自由落体运动的特点和规律 【教学重点】 物体自由下落的快慢和所受重力无关及自由落体运动的特点和规律 【教学难点】 自由落体运动的加速度 【基础知识回顾】 1.匀变速直线运动的v-t 图像特点 2.匀变速直线运动的基本公式 3.初速度为0时公式的形式 4.如何利用2 aT x =?求解匀变速直线运动的加速度 【新课引入】 实验一：铁架台上悬挂一静止的小球，剪断细线观察小球的运动轨迹 现象： 实验二：将硬币与纸板（形状相同）在同一高度同时下落 现象： 实验三：两张完全相同的纸，其中一张团成纸团，让他们丛同一高度同时下落 现象： 实验四：硬币与纸团同时丛同一高度下落 现象： 思考：下落快慢与质量是否有关 问题：牛顿管的实验现象说明了什么问题 【新授课】 一．自由落体运动 1.定义： 2.条件： 、 注：如果空气阻力很小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做是自由落体运动 二．实验探究：自由落体运动的特点 阅读课本44页，完成实验，填写表格并绘制v-t 图像 加速度 a 结论：图像的形状 ，所以自由落体运动为 直线运动，且加速度大小 三．重力加速度 1.方向 、大小 2.特点：随着高度的增加而 、随着纬度的增加而 、不同地区的值 【小结】 【作业】 请同学们估算丛三楼阳台上下落的花盆，经过多长时间到达地面，到达地面的速度有多大？（每层楼高约3m 左右） t/s v/ms -1 《自由落体运动》教案 ★ 新课标要求 1、知识目标： （1）使学生知道什么是自由落体运动，理解自由落体运动的条件和特征，掌握重力加速度的概念； （2）掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题。 2、能力目标： （1）培养学生的观察能力、逻辑推理能力和实验设计能力； （2）进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力； ★ 教学重点：自由落体运动的特征和规律； ★ 教学难点：研究自由落体运动的特征 ； ★ 实验教具：薄纸片和石头、牛顿管、重物、直尺、多媒体课件等 教学过程： 一、复习提问 前面我们学习了匀变速直线运动的规律。下面我们一起来回顾一下匀变速直线运动的有关知识。 速度公式： 0t v v at =+ 位移公式： 2012 s v t at =+ 速度位移公式：2202t v v as -= 推论：做匀变速直线运动的物体，在连续相等的时间间隔T 内位移之差为一 恒量。 s 1= s 2=…= aT 2 二、导入新课 举例：用手握住的石头处于静止状态。 （老师提问）松手后石头的运动情况如何？ （学生活动）思考与讨论并猜想。 V 0=0，石头竖直下落。 （老师演示）提醒同学们注意观察。 （学生活动）石头下落时做V 0=0的竖直方向的直线运动。 过渡引言：今天我们就来深入的认识这一运动———自由落体运动。 三、新课教学 1、演示实验一： 石头与纸片从同一高度同时由静止开始下落。问：我们可观察到什么现象？（看到石头比纸片下落得快）。为什么石头比纸片下落得快呢？（石头重一些，重的物体比轻的物体下落快） 教师介绍：早在2000多年前，古希腊的哲学家亚里士多德通过对落体运动的观察、研究，得出“物体下落快慢由物体重力决定”即“物体越重下落越快”的结论。亚里士多德的观点是否正确呢？（不对）这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。 过渡引言：实际上重的物体下落的快只是我们的一种生活经验，现在我们再来做一个实验。 2、演示实验二： 取半张纸与一张纸，把半张纸揉成一团，两者也分别从同一高度同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？（半张纸比一张纸下落的快，轻的物体下落快）。 过渡引言：轻的物体下落快，这不是与亚里士多德的结论相矛盾吗？为什么会有两种不同的观点呢？我们再来做一个实验。 3、演示实验三： 取两张相同纸，把其中一张揉成团，两者也分别从同一高度同时由静止下落。问：我们可观察到什么现象？（纸团比纸片下落得快）。 过渡引言：上述现象说明重力相同的物体也不能同时落地，所以物体下落的快慢和轻重的关系比较复杂，既不能说重的物体比轻的物体下落快，也不能说轻物体的比重的物体下落快，因此亚里士多德的观点是错误的。 （学生思考与讨论）总结上面三个演示实验得到三个不同的结论，你又能得出什么结论？ 结论：物体下落的快慢与重力无关。 （老师提问）同学们仔细分析一下，亚里士多德的观点究竟错在哪里？ （学生活动）没有考虑空气阻力的影响 过渡引言：第(3)个演示中，纸片受到的空气阻力明显地比纸团受到的空气阻力大，所以纸片下落较慢。由于影响空气阻力大小的因素太复杂。在科学研究中，我们常常采取忽略一些次要因素，从最简的问题入手的方法。在落体运动中，先排除空气阻力，研究物体在没有空气阻力条件下的运动。 4、牛顿管实验 拿一个长约1.5米，一端封闭，另一端有开关的玻璃管（牛顿管），把小铁片和羽毛放到这个玻璃管里。在玻璃管里有空气的情况下，我们来比较这两个物体下落的快慢。（拿着玻璃管走到学生当中去，将水平放置的玻璃管迅速转过90°成竖直放置状态，让同学门观察两个物体的下落情况，重复该实验三次） 自由落体运动 【学习目标】 1．理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，重点掌握其运动规律. 2．知道自由落体运动加速度的大小和方向.知道地球上不同地方重力加速度大小的差异. 3．理解用频闪摄影研究运动的基本原理，会根据照片分析自由落体运动. 4. 熟练运用自由落体运动规律解决简单问题. 5. 理解伽利略利用斜面研究自由落体运动所蕴含的思想方法.领会“提出假设、数学推理、实验检验和合理外推”的科学研究方法. 【要点梳理】 要点一、自由落体运动 要点诠释： 【高清课程：自由落体与竖直上抛运动00:02:58】 1、自由落体运动的定义 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。 2、自由落体运动的两个基本特征 ①初速度为零； ②只受重力。 3、自由落体运动的运动性质 自由落体运动是初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动。 4、自由落体运动的加速度 在同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度。通常用符号“g”来表示。g的方向竖直向下，大小随不同地点而略有变化。 尽管在不同地点加速度g值略有不同，但通常的计算中一般都取g=9.8m/s2，在粗略的计算中还可以取g=10m/s2。■ 要点二、自由落体运动的规律 要点诠释： 【高清课程：自由落体与竖直上抛运动00:04:30】 1、自由落体运动的规律可以用以下四个公式来概括 ■ 2、以下几个比例式对自由落体运动也成立 ①物体在1T末、2T末、3T末……nT末的速度之比为 v1：v2：v3：……：v n=1：2：3:……：n ②物体在1T内、2T内、3T内……nT内的位移之比为 高中物理自由落体运动教案新人教版 [展示] 雨滴。雪花露珠和树叶自由下落的动画。 上述两幅动画的共同特点是物体从静止开始下落，那么，物体下落的过程有没有规律可循呢？今天我们将一起探究这种运动?进而建立一种运动模型：自由落体运动。因此，本节课的任务是：1、研究自由下落运动；2、研究自由落体运动；3、研究自由落体运动的规律的应用。 二、新课教学 （一）自由落体运动 实验一：硬币和等大的纸片同时自由下落 思考：谁下落得快？为什么？ 结论：重的物体下落得快。（亚里士多德的观点） 实验二：重纸片和轻纸团下落的实验。 结论：轻的物体也可能下落得快。 实验三：等重的纸片以不同方式下落。 结论：并非物体越重下落越快。 提问：是什么原因使下落运动变得如此复杂？ 比赛：男同学扔一张纸和女同学扔一本书。 思考：书的重是纸重的几十倍，能不能得出“女同学的力量大”的结论？ 思考：产生这一现象的原因是忽略了什么？ 结论：空气阻力阻力对书和纸的影响不同。 思考：是什么原因使下落运动如此复杂？ 思考：既然有空气阻力时运动很复杂，我们该怎样去研究自由下落运动呢？ 思考：根据由简到繁的研究思路，我们先应该研究什么情况下的自由下落运动？ 结论：先研究不受阻力情况下物体的自由下落运动。 实验四：“牛顿管”实验： 拿一个长约1.5m的玻璃管，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的几个物体，如金属片、小羽毛、小软木塞、小玻璃球等，放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察这些物体下落的情况。把玻璃管里的空气抽出去，再把玻璃筒倒立过来，再次观察物体下落的情况。 现象：玻璃管里越接近真空，它们下落越接近同时落到管底。 推理：如果玻璃管里就是真空，则它们一定同时落到管底。 播放美国宇航员的月球试验。 阅读课本并回答：①什么叫自由落体运动？②自由落体运动的特点怎样？ 学生：①物体只在重力作用下从静止开始下落运动，叫自由落体运动。 ②特点：a、初速度为零； b、只受重力，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计。 介绍人类文明史上最美的十个物理实验中排名第二：伽利略的自由落体实验。在16世纪末，人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆地向公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验让大家看到两个物体同时落地。（配乐）但是，伽利略挑战亚里士多德的代价是惨重的——他失去了工作，但他依然坚持真理，就像一个孤独的剑客独自仗剑沦落天涯却仍不肯与世俗同流合污。从1616年开始，伽利略受到罗马宗教裁判所长达20年的迫害，1633年被判终身监禁并痛失爱女，1637年他双目失明，但即使是这样他依然没有放弃科学。1642年1月8日他由于寒热病在孤寂中与世长辞，同年的12月25日，另一位伟大的的物理学家诞生了，他就是牛顿，他扛起了伽利略的大旗，将科学发扬光大。直到三百年后的1979年11月10日 自由落体运动 一、概述 ·中学物理 ·人教版高中物理必修2所需课时一个课时 ·本节课是主要借助于大量的实验探究来认识对自由落体运动，并通过实验来探究自由落体运动的规律，在探究过程中本节课注重学生分析解决问题的能力，并亲身体会科学研究的方法和过程。 二、教学目标分析 知识与技能 1、知道物体做自由落体运动的条件； 2、掌握自由落体运动的特点和规律； 过程与方法 1、培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力，使之会验证匀变速直线 运动； 2、通过分析，归纳出自由落体运动的速度，位移公式，培养分析、推理、综 合的能力； 3、通过实验探究自由落体运动加速度的大小，体会实验在发现自然规律中 的作用； 情感态度与价值观 1、使学生领悟突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想； 2、通过实验探究，使学生形成实事求是的科学态度； 三、学习者特征分析 通过前面四节内容的学习，学生已经基本掌握比变速运动的规律，并学会使用打点计时器打纸带，会通过纸带上的数据分析和计算速度。另外学生也逐渐对物理学理想实验模型有了初步的认识，因此在教学过程中应该注意实验的参与行和可行性。 四、教学策略选择与设计 本课题设计的基本理念使课堂中教师和学生成为共同学习者；主要通过问题的提出和探究合作来完成课堂教学内容。 课堂的开始首先通过一个有趣的学生实验“测测谁的反应时间快”切入主题，引导和激发学生的个人兴趣和求知欲望，使学生能以极大的兴趣投入到学习中去。教学设计中采取的也是提出问题和探究合作的模式，注重学生的参与和实验的可操作行。本节课需要突破的地方就是自由落体运动的纸带的打点和数据处理，需要精讲和学生的亲自参与。 自由落体运动 教学目的： 1、使学生理解自由落体运动的内涵，并使学生能将匀变速直线运动的规律熟练应用于此。 2、使学生在了解不同物体的自由落体运动都有相同加速度的特点的基础上，对自由落体加速度有较深认识。 3、通过对自由落体运动的研究，培养学生运用理论与实验相结合的方法分析解决问题的能力。 教学重点和难点： 自由落体运动的理解。 教具： 1、面积等大的圆形纸片，金属片数张 2、抽气机、牛顿管等。 教学过程： 一、复习提问： 1、匀变速直线运动的特点是什么？它的规律又如何？ 2、如何用实验方法来判断一个变速直线运动是匀变直线运动？ 看运动物体是否在任意连续相等时间内们移差为恒量，（即Ds=at2） 二、新课教学 1、向学生指出物体自由下落运动是一种常见的运动，（可叫几位学生举例）接着演示粉笔的自由下落运动。 引导学生得出：物体自由下落运动是在重力作用下沿着竖直方向向下的直线运动。 2、下面，我们来看一个实验： 从同一高度同时释放纸片和金属片，可以看到金属片比纸片下落得快，由此我们似乎可以得到结论：物体下落的快慢是由它的重量大小决定的，物体越重，下落得越快。 学生们都能很快否定此结论。接着问，为什么说此结论不正确呢？ 让学生讨论： 引导学生从理论和实验两方面来分析验证此观点： （1）理论分析： 根据上面的结论，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢着而减慢。下落慢的会被下落快的拖着而加快。结果整个系统的下落速度应该小于8。可是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样，就从重物体比轻物体下落得快的结论，推出一重物体比轻物体下落得慢的结论。使此结论陷入自相矛盾的境地，由此我们可以推断出重物体不会比轻物体下落得快。 （2）实验验证： ①演示：将上面实验中的纸片揉成团，重做以上实验。（引导学生分析，很容易否定此观点）。 ③牛顿管实验 通过上面的理论分析和实验验证，可得结论：物体下落快慢跟物体重量无关， 第2讲力的合成与分解 知识要点 一、力的合成 1.合力与分力 (1)定义:如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力。 (2)关系:合力与分力是等效替代的关系。 2.共点力 作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的几个力。如图1所示均是共点力。 图1 3.力的合成 (1)定义:求几个力的合力的过程。 (2)运算法则 ①平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。如图2甲所示。 ②三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合矢量的方法。如图2 乙所示。 图2 二、力的分解 1.定义:求一个已知力的分力的过程。 2.运算法则:平行四边形定则或三角形定则。 3.分解方法:(1)按力产生的效果分解；(2)正交分解。如图3将结点O所受的力进行分解。 图3 三、矢量和标量 1.矢量:既有大小又有方向的量,相加时遵从平行四边形定则。 2.标量:只有大小没有方向的量,求和时按代数法则相加。 基础诊断 1.(多选)关于几个力及其合力,下列说法正确的是() A.合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同 B.合力与原来那几个力同时作用在物体上 C.合力的作用可以替代原来那几个力的作用 D.求几个力的合力遵守平行四边形定则 【试题解析】: 合力与分力是等效替代的关系,即合力的作用效果与那几个分力的共同作用效果相同,合力可以替代那几个分力,但不能认为合力与分力同时作用在物体上,选项A、C正确,B错误；力是矢量,所以求合力时遵守平行四边形定则,选项D正确。 【试题参考答案】: ACD 2.举重运动中保持杠铃的平衡十分重要。如图4所示,若运动员举起1 800 N的杠铃后双臂保持106°角,处于平衡状态,此时运动员双臂受力分别为(sin 53°＝0.8,cos 53°＝0.6)()自由落体运动的规律及经典例题及答案
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