高中物理:第二章 5~6 自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究

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高中物理必修1人教版精品课件第二章自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究

高中物理必修1人教版精品课件第二章自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究

[即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.( × ) (2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.( × ) (3)自由落体加速度的方向垂直地面向下.( × ) (4)伽利略通过实验的观察与计算,直接得到自由落体运动的规律.( × ) 2.一物体从塔顶做自由落体运动,经过3 s落地,取g=10 m/s2,则物体 落地时的速度v= 30 m/s,方向 竖直向下 ;塔高H= 45 m.
图3
(1)对该实验装置及操作的要求,下列说法正确的是 (填写字母序号). A.电磁打点计时器应接220 V交流电源
√B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 √C.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
D.操作时,应先放开纸带后接通电源 E.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后
所以当物体下落2t 时,离地高度 h=1+3 3H=34H.
1234
解析 答案
4.(自由落体运动规律的应用)屋檐每隔相同的时间间隔
滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好到地面,
而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗子的上、下沿,
如图5所示,不计空气阻力.求此屋檐离地面的高度及
滴水的时间间隔.(g取10 m/s2) 图5
3.大小 (1)在地球上不同的地方,g的大小一般是不同
的(填“不同”或“相
同”);
9.8 m/s2
10 m/s2
(2)一般取值:g=
或g=
.
三、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 重量 决定的. 2.伽利略的研究: (1)逻辑归谬:伽利略从亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,否定了 “ 重物比轻物落得快 ”的论断. (2)猜想与假说: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 均匀变化 的. (3)数学推理:伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移 与 所用时间的二次方 成正比,即x ∝t2 .

自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究

自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究

(四)类题训练巩固提升 甲球的重力是乙球的5倍,甲、乙同时分别从高H、2H处同 时自由落下(H足够大),下列说法正确的是( A.同一时刻甲的速度比乙的大 B.下落1 m时,甲、乙的速度相同 C.下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍 D.在自由下落的全过程中,两球的平均速度大小相等 )
第二章 第5~6节
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④将斜面倾角外推到θ=90° 时的情况——小球自由下落, 认为小球仍会做 匀加速直线 律. 运动,从而得到了落体运动的规
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2 取 9.8m/s .
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点拨 9.8 m/s2.
(1)高中阶段,通常计算时,若题中无说明,g应取
(2)重力加速度的方向是竖直向下的,但并不一定指向地 心.
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三、自由落体运动规律 1.自由落体运动实质上是初速度v0= 0 ,加速度a= g 的
匀加速直线 运动.
gt . 速度公式:v= 1 gt2 . 2.基本公式位移公式:h= 2 位移速度关系式:v2= 2gh .
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伽利略对自由落体运动的研究过程与方法

伽利略对自由落体运动的研究过程与方法

(原创实用版5篇)编制人员:_______________审核人员:_______________审批人员:_______________编制单位:_______________编制时间:____年___月___日序言下面是本店铺为大家精心编写的5篇《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》,供大家借鉴与参考。

下载后,可根据实际需要进行调整和使用,希望能够帮助到大家,谢射!(5篇)《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇1伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下:1. 提出问题:在斜面上,小球沿斜面滚下过程中速度与时间有怎样的关系?2. 猜想与假设:小球开始的速度越大,到达底端所用的时间越短。

3. 实验收集数据:伽利略通过实验来收集数据,来验证他的猜想和假设是否正确。

4. 分析和论证:伽利略通过数学方法推导得出结论,即自由落体运动的速度与时间成正比。

5. 实验验证:在伽利略之后,人们进行了多次实验,验证了他的结论的正确性。

《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇2伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下:1. 提出问题:在教堂的钟摆的启示下,伽利略提出了自由落体运动的概念。

他观察到,当钟摆从高处开始下落时,它在相同的时间内走过不同的距离。

2. 猜想与假设:伽利略的猜想是,物体下落的快慢与物体的质量无关。

他假设物体做自由落体运动,其运动的速度与时间成正比。

3. 设计和实验:为了测量物体下落的速度和时间,伽利略设计了一个实验。

他测量了小球从相同高度下落的距离,并测量了小球下落的时间。

通过这些数据,他发现小球的运动速度与时间的平方成正比。

4. 结论和解释:伽利略得出结论,自由落体是一种匀加速运动,其速度每秒增加约32米。

这个结论与他的假设相符。

5. 推广和应用:伽利略将这个结论应用于其他类似的运动,如斜面运动和抛体运动。

这个过程体现了伽利略的科学方法论,包括提出假设、实验验证、逻辑推理、科学推理和科学应用。

第二章 第5、6节 自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究

第二章  第5、6节  自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究

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解析:(1)根据纸带求加速度,一定要知道长度和时间。时间由打 点计时器直接测量,故不需要秒表;重力加速度的值和物体的质 量无关,因此不需要天平。故选项C正确。 (2)自由落体运动是只在重力作用下从静止开始下落的运动,如果 运动中受到阻力(如空气阻力、纸带与打点计时器之间的摩擦力 等),物体下落的加速度就会变小。 答案:(1)C (2)见解析
(×)
(6)重力加速度的方向总是垂直向下。
(×)
(7)月球上的重力加速度也是 9.8 m/s2。
(×)
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2.合作探究——议一议
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(1)在空气中同一高度处由静止同时释放两个大小相同的铜球和棉
球,两小球的落地时间相同吗?为什么? 提示:不同,同体积铜球质量比棉球大得多,受空气阻力影响较小,而
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1.关于自由落体运动,下列说法中正确的是
()
A.不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力作用
C.被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
解析:选 D 自由落体运动的特点是初速度为零,仅受重力。不考
虑空气阻力的运动不一定是自由落体运动,故 A、B 错误;被运动
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自由落体运动的规律
结束
1.自由落体运动的基本公式 匀变速直线运动规律―特―例→自由落体运动规律
v=v0+at x=v0t+12at2 v2-v02=2ax
v=gt ―va0= ―=→g0 h=12gt2

高中物理一第二章 案6 - 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究生

高中物理一第二章 案6 - 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究生

学案6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究[目标定位] 1.知道物体做自由落体运动的条件,知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.2.会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度.3。

知道自由落体运动加速度的大小、方向,并能理解影响重力加速度的因素。

4.运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题.一、自由落体运动[问题设计]1.在空气中,将一张纸片和一石块从同一高度同时释放,哪个下落得快?若把这张纸片团紧成一团,再与石块从同一高度释放,情况会怎样?2.牛顿管实验:玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片……玻璃管中抽成了真空,将物体聚于一端,再将玻璃管倒立,让所有物体同时下落.看到什么现象?说明什么问题?[要点提炼]1.定义:自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.2.物体做自由落体运动的条件:(1)只受重力;(2)初速度v0=0。

在实际中,物体下落时由于受空气阻力的作用,并不做自由落体运动,只有当空气阻力远小于重力时,物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动.3.自由落体运动的实质:自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动,它只是匀变速直线运动的特例.二、自由落体加速度[问题设计]利用如图1甲所示的实验装置测定重力加速度.用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态,并使重物停在靠近打点计时器处.先接通电源,再松开纸带让重物自由下落,打点计时器在纸带上打下一系列的点.图1如何根据打上点的纸带(如图乙)求出重物的重力加速度?[要点提炼]1.自由落体加速度(1)重力加速度又叫自由落体加速度,通常用g来表示。

(2)重力加速度的方向:总是竖直向下的(3)重力加速度的大小:在同一地点,一切物体的重力加速度都相同.在不同地理位置处的重力加速度一般不同,赤道上物体的重力加速度最小;南(北)极处重力加速度最大;物体所处地理位置的纬度越大,重力加速度越大.一般的计算中,可以取g=9。

8 m/s2或g=10 m/s2.2.测量自由落体加速度的方法(1)利用打点计时器(2)利用频闪照相频闪照相可以每隔相等的时间拍摄一次.利用频闪照相可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置(如图2为一小球做自由落体运动的频闪照片).根据匀变速直线运动的推论Δh=gT2可求自由落体加速度.图2三、自由落体运动的规律[问题设计]1.试写出物体自开始下落经过时间t时的速度v和下落高度h的表达式.2.匀变速直线运动的推论对于自由落体运动是否适用?[要点提炼]1.自由落体运动的基本规律(1)速度公式:v=gt。

2013届高三物理一轮复习精品课件:第二章 第5、6节 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究(人教必修1)

2013届高三物理一轮复习精品课件:第二章 第5、6节 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究(人教必修1)
例1] 离地500 m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10 m/s2,求: (1)小球经过多长时间落到地面? (2)从开始落下的时刻起,小球在第1 s内通过的位移; (3)小球落地前最后1 s内的位移。 [审题指导] 解答本题应把握以下两点: (1)应用匀加速直线运动的速度或位移公式求解。 (2)最后1 s内的位移可采用多种方法求解,如应用位移公式或平均速度公式等。 [答案] (1)10 s (2)5 m (3)95 m 自由落体运动的初速度为0,加速度为重力加速度g,匀变速直线运动的所有规律对其都适用,因此在应用时要根据条件选择恰当的公式或推论,注意加速度是定值这一条件。 [借题发挥] 1.为了测出楼房的高度,让一石块从楼顶自由落下(不计 空气阻力),测出下列哪个物理量不能算出楼房的高度 ( ) A.石块下落到地面的总时间 B.石块经过楼上一个1.8 m高的窗户所用的时间 C.石块落地前最后一秒的位移 D.石块通过最后一米位移的时间 答案:B [例2] 用滴水法可以测定重力加速度, 方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板A, 使水一滴一滴断续地滴到挡板上如图2-5-3 所示,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到 前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落。首先测量出水龙头口离挡板的高度h,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2,3…”,一直数到“n”时,按下秒表按钮停止时,读出秒表的示数为t。 图2-5-3 (1)写出用上述测量方法计算重力加速度g的表达式: g=________; (2)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t′是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间),请在图2-5-4中所示的坐标纸上作出适当的图像,并利用图像求出重力加速度g的值: g=________(要求两位有效数字)。 图2-5-4 次数 高度h/cm 空中运动时间T′/s 1 20.10 0.20 2 25.20 0.23 3 32.43 0.26 4 38.45 0.28 5 44.00 0.30 6 50.12 0.32 [思路点拨] 由于水滴下落的时间较短,所以实验时要测多滴水下落的时间,若用图像法测量,则g值更准确。 [借题发挥] 2.用“滴水法”可以测量重力加速度g,具体操作方法是: (1)将一只空铁皮水桶倒置在水龙头的正下方,可以十分清晰地听到水滴滴到桶底上的声音。细心地调整水龙头的阀门或水桶的高度,使得后一个水滴离开水龙头的同时,恰好听到前一个水滴撞击桶底的声音。 (2)听到某次响声时开始用秒表计时,并数“0”,以后每听到1次响声就顺次加1,数到“100”时停止计时。 (3)用尺子量出水龙头滴水处到桶底的高度。 如果停止计时的时候,秒表上的读数是50 s,水龙头滴水处到桶底的高度为122.5 cm,请你根据以上实验及其数据,计算当地重力加速度的值。 答案:9.8 m/s2 * * 返回 知识点二 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 考向一 考向二 随堂基础巩固 课时跟踪训练 第 二章 匀变速直线运动的研究 第 5、6 节 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究 知识点三 知识点四 [自学教材] 1.定义 物体只在重力作用下从 开始下落的运动。 2.特点 (1)运动特点:初速度等于 的匀加速直线运动。 (2)受力特点:只受 作用。 静止 零 重力 [重点诠释] 1.物体做自由落体运动的条件 (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 这种模型忽略了次要因素——空气阻力,突出了主要因素——重力。在实际中,物体下落时由于受空气阻力的作用,并不做自由落体运动,只有当空气阻力远小于重力时,物体由静止的下落才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。 [特别提醒] 物体在其他星球上也可以做自由落体运动,但同一物体在不同的星球上所受重力一般不同,所以下落时的加速度一般不同。 1.下列关于自由落体运动的说法中不正确的是 ( ) A.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动 B.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 C.从静止开始下落的树叶,因受空气阻力作用,不 能看成自由落体运动 D.从静止开始下落的小钢球,所受空气的阻力对其运 动影响很小,可以忽略,可以看成自由落体运动 解析: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。通常情况下在空气中自由下落的物体如果物体所受空气阻力与其自身重力相比可以忽略,则可以认为做自由落体运动,若不能忽略则不叫自由落体运动。综上所述,B、C、D 项正确。 答案:A [自学教材] 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 。 2.方向 竖直向下。 相同 重力加速度 3.大小 在地球上同一个地点,重力加速度的值固定 ,但是在地球上不同的地点,重力加速度的值略有 。在一般计算中,可以取g=9.8 m/s2或10 m/s2,如果没有特殊说明,都按g=9.8 m/s2进行计算。 不变 不同 [重点诠释] 1.对重力加速度的理解 (1)产生原因:由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。 (2)大小:与地球上的位置及距地面的高度有关,在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大,在赤道处重力加速度最小,在两极处重力加速度最大,但差别很小。在地面上的同一地点,随高度的增加,重力加速度减小,在一般的高度内,可认为重力加速度的大小不变。 (3)方向:竖直向下。由于地球是一个球体,所以各处的重力加速度的方向是不同的。 图2-5-1 (3)滴水法: 如图2-5-2所示,让水滴自水 龙头滴下,在水龙头正下方放一个盘, 调节水龙头,让水一滴一滴地滴下, 并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间, 第二滴水正好从水龙头口开始下落,并且能依次持续下去。用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h,再测出每滴水下落的时间T,其方法是:当听到某一滴水滴落在盘上的 图2-5-2 2.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是 ( ) A.重的物体g值大 B.同一地点,轻、重不同物体的g值一样大 C.g值在地球上任何地方都一样大 D.g值在赤道处大于北极处 解析:同一地点的重力加速度一样,但在不同地点的重力加速度不一样。它随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减小。 答案:B [自学教材] 1.基本规律 2.推论 3.关于自由落体运动的几个比例关系式 (1)第1 s末,第2 s末,第3 s末,…,第n s末速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n; (2)前1 s内,前2 s内,前3 s内,…,前n s内的位移之比为h1∶h2∶h3∶…∶hn=1∶4∶9∶…∶n2; [特别提醒] 自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动,故匀变速直线运动的基本公式、推论对于自由落体运动都是适用的,但加速度为重力加速度g。 3.关于自由落体运动,下列说法中不正确的是 ( ) A.它是v0=0、a=g竖直向下的匀加速直线运动 B.在开始连续的三个1 s内分别通过的位移之比是 1∶3∶5 C.在开始连续的三个1 s末的速度大小之比是1∶2∶3 D.从开始运动起下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所经历的时 间之比为1∶2∶3 答案:D [自学教材] 1.亚里士多德的观点 物体下落的快慢是由它们的重量决定的,重的物体比轻的物体下落得快。 2.伽利略的观点 重物与轻物下落得 。 3.伽利略的科学猜想与假说 落体运动应该是一种最简单的 运动,速度应该是 变化的。 同样快 变速 均匀 4.伽利略的理想斜面实验 让小球从斜面上的不同位置由静止滚下,测出小球从不同起点滚动的 和 。 (1)斜面倾角一定时,小球做 运动。 (2)改变小球的质量,只要倾角一定,小球的加速度都是相同的。 (3)增大斜面倾角,小球的加速度 。 (4)将斜面倾角外推到θ=90°时的情况——小球自由下落,认为小球仍会做 运动,从而得到了落体运动的规律。 位移x 所用的时间t 匀加速直线 增大 匀变速直线 [重点诠释] (1)伽利略研究自然规律的科学方法:把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来。他给出了科学研究过程的基本要素: 对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广 (2)伽利略对自由落体运动的研究,开创了研究自然规律的科学方法——抽象思维、数学推导和科学实验相结合,这种方法到现在仍然是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法,它不但标志着物理学的真正开端,也有力地推进了人类科学认识的发展,近代科学研究的大门从此打开。 4.宇航员在月球上从同一高度同时由静止释放一块石块和 一张纸片,则下列说法正确的是 ( ) A.石块落地用时少 B.纸片落地用时少 C.石块与纸片同时落地 D.无法比较 解析:月球表面没有空气,在月球上释放物体,物体只受月球的重力作用,不受空气阻力,所以石块与纸片同时 落地。 答案:C 返回 * * 1.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。

2018版高中人教版物理必修一教师用书素材:第2章 5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研. Word版含解

2018版高中人教版物理必修一教师用书素材:第2章 5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研. Word版含解

5 自由落体运动6 伽利略对自由落体运动的研究[先填空]1.自由落体运动(1)定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.(2)运动性质初速度为0的匀加速直线运动.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相同.这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g表示.(2)方向竖直向下.(3)大小在地球上不同的地点,g的大小一般是不同的.一般的计算中,可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2.[再判断]1.物体仅在重力作用下的运动就是自由落体运动.(×)2.物体由静止释放,当空气阻力很小,可忽略不计时可以看做自由落体运动.(√)3.月球上的重力加速度也是9.8 m/s2.(×)4.在地球上不同地方的重力加速度大小略有不同.(√)[后思考]1.枯萎的叶子,由树枝上自由下落的运动是不是自由落体运动?【提示】不是,树叶在下落时虽然初速度为零,但由于它受到的空气阻力不能忽略,故不是做自由落体运动.2.自由落体加速度的方向能说成垂直地面向下吗?【提示】不能,由于地面不一定水平,垂直地面向下不一定是竖直向下.[合作探讨]探讨1:在空气中,将一张纸片和一石块从同一高度同时释放,哪个下落得快?若把这张纸片团紧成一团,再与石块从同一高度释放,情况会怎样?【提示】石块下落得快;纸团和石块几乎同时着地.探讨2:牛顿管实验:玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片等,玻璃管中抽成了真空,将物体聚于一端,再将玻璃管倒立,让所有物体同时下落.看到什么现象?说明什么问题?【提示】物体下落快慢相同.在没有空气阻力影响的情况下,所有物体下落快慢是相同的,与质量无关.[核心点击]1.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.2.自由落体加速度(1)产生原因:由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的,因此也称为重力加速度.(2)大小:与所处地球上的位置及距地面的高度有关.①在地球表面会随纬度的增加而增大,在赤道处最小,在两极最大,但差别很小.②在地面上的同一地点,随高度的增加而减小,但在一定的高度范围内,可认为重力加速度的大小不变.通常情况下取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2.1.关于自由落体运动,下列说法错误的是()A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动B.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动C.只在重力作用下从静止开始下落的运动就是自由落体运动D.自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生,在有空气的空间里,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体从静止开始下落也可以看做是自由落体运动【解析】物体只在重力作用下,并且从静止开始下落的运动才是自由落体运动.实际下落中,空气阻力很小,可以忽略不计时,才可以看做是自由落体运动,C、D正确,A错误;自由落体运动的性质是初速度为零的匀加速直线运动,B正确.【答案】 A2.“自由落体”演示实验装置如图2-5-1所示,当牛顿管被抽成真空后,将其迅速倒置,管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中,下列说法正确的是()【导学号:57632039】图2-5-1A.时间相同,加速度相同B.时间相同,加速度不同C.时间不同,加速度相同D.时间不同,加速度不同【解析】轻重不同的物体在真空管中,不受阻力,做自由落体运动.所以加速度相同,都为g.高度相同,运动时间相同.故A正确,B、C、D错误.【答案】 A3.(多选)一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为()A.铁钉比棉花团重B.棉花团受到的空气阻力不能忽略C.棉花团的加速度比重力加速度小D.铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大【解析】铁钉受到的空气阻力与其重力相比较小,可以忽略,而棉花受到的空气阻力与其重力相比较大,不能忽略,所以铁钉的下落加速度较大,而它们的重力加速度是相同的,故只有B、C正确.【答案】BC[合作探讨]探讨1:匀变速直线运动的基本规律对于自由落体运动是否适用?【提示】适用,自由落体运动是初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动,匀变速直线运动的基本规律都能适用.探讨2:月球表面没有空气,在月球表面附近自由下落的物体的运动规律是否与地球上的自由落体运动规律相似?【提示】相似.在月球表面附近自由下落的物体也是自由落体运动,它的运动规律与地球上的自由落体运动规律完全相同,但两者的重力加速度不同.[核心点击]1.几个重要公式自由落体运动是匀变速直线运动的特例,因此匀变速直线运动规律也适用于自由落体运动.只要将匀变速直线运动公式中的v 0换成0,a 换成g ,x 换成h ,匀变速直线运动公式就变为自由落体运动公式.⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧(1)v =v 0+at(2)x =v 0t +12at2(3)v 2-v 2=2ax (4)v =v t 2=v 0+v 2(5)x n-x n -1=at2――→v 0=0a →g x →h⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧(1)v =gt(2)h =12gt2(3)v 2=2gh (4)v =v t 2=v 2(5)h n-h n -1=gt22.关于自由落体运动的几个比例关系式(1)第1T 末,第2T 末,第3T 末,…,第nT 末速度之比v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n ;(2)前1T 内,前2T 内,前3T 内,…,前nT 内的位移之比h 1∶h 2∶h 3∶…∶h n =1∶4∶9∶…∶n 2;(3)第1T 内,第2T 内,第3T 内,…,第nT 内的位移之比h Ⅰ∶h Ⅱ∶h Ⅲ∶…∶h N =1∶3∶5∶…∶(2n -1);(4)通过第1个h ,第2个h ,第3个h ,…第n 个h 所用时间之比: t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1).4.(多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )【导学号:57632040】A .它是v 0=0、a =g 、方向竖直向下的匀加速直线运动B .在开始连续的三个1 s 内通过的位移之比是1∶3∶5C .在开始连续的三个1 s 末的速度大小之比是1∶2∶3D .从开始运动下落4.9 m 、9.8 m 、14.7 m 所经历的时间之比为1∶2∶3 【解析】 由自由落体运动的性质和规律可知A 、B 、C 正确,D 错误. 【答案】 ABC5.物体自楼顶处自由下落(不计阻力),落到地面的速度为v .在此过程中,物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为( )【导学号:57632041】A.2v gB.v 2gC.2v 2gD .(2-2)v 2g【解析】 设楼顶到地面的高度为h ,物体从楼顶落到楼高一半处的速度为v ′,则有:2gh =v 2,2g h 2=v ′2,解得:v ′=22v ,得:t =v ′g =2v 2g .故选C. 【答案】 C6.从离地面500 m 的空中自由落下一个小球,g 取10 m/s 2,求小球:【导学号:57632042】(1)经过多长时间落到地面;(2)自开始下落计时,在第1 s 内的位移和最后1 s 内的位移为多少; (3)下落时间为总时间的一半时的位移. 【解析】 (1)由h =12gt 2,得落地时间 t =2h g =2×50010 s =10 s.(2)第1 s 内的位移h 1=12gt 21=12×10×12 m =5 m 因为从开始运动起前9 s 内的位移为 h 9=12gt 29=12×10×92 m =405 m 所以最后1 s 内的位移为h ′1=h -h 9=500 m -405 m =95 m.(3)下落一半时间即t ′=5 s ,其位移为h 5=12gt ′2=12×10×25 m =125 m. 【答案】 (1)10 s (2)5 m 95 m (3)125 m[合作探讨]利用打点计时器测量重力加速度时,选用密度较大的重锤,这样做的目的是什么?【提示】 重锤重而体积小,下落时所受空气阻力可以忽略,它的运动可以近似看做自由落体运动.[核心点击] 1.打点计时器法(1)按如图2-5-2所示连接好实验装置,让重锤做自由落体运动,与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹.图2-5-2(2)对纸带上计数点间的距离h 进行测量,利用h n -h n -1=gT 2求出重力加速度的大小.2.频闪照相法(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次,利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置.图2-5-3(2)根据匀变速运动的推论Δh =gT 2可求出重力加速度g =ΔhT 2.也可以根据v t 2=v =xt ,求出物体在某两个时刻的速度,由g =v -v 0t ,可求出重力加速度g .3.滴水法图2-5-4如图2-5-4所示,让水滴自水龙头滴下,在水龙头正下方放一个盘,调节水龙头,让水一滴一滴地滴下,并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间,第二滴水正好从水龙头口开始下落,并且能依次持续下去.用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h,再测出每滴水下落的时间T,其方法是:当听到某一滴水滴落在盘上的同时,开启秒表开始计时,之后每落下一滴水依次数1、2、3……,当数到n时按下秒表停止计时,读出秒表时间t,则每一滴水滴下落的时间为T=tn,由h=12gT2得g=2hT 2=2n2ht 2.由于h=12gT2,则h∝T 2,因此先画出h-T 2图象,利用图线的斜率来求重力加速度更准确.7.如图所示是用照相机对一小球做自由落体运动频闪拍摄的照片,符合实际的是()A B C D【解析】因频闪拍摄的频率是固定的,因此,小球做自由落体运动,越向下运动,相邻小球之间的距离越大,故D正确.【答案】 D8.(多选)在一次利用滴水法测重力加速度的实验中:让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,让前一滴水滴到盘子而听到声音时,后一滴恰好离开水龙头.从第1次听到水击盘声时开始数“1”并开始计时,数到“n”时听到水击盘声的总时间为T,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h,即可算出重力加速度.则()【导学号:57632043】A.每一滴水从水龙头落到盘子的时间为T nB.每一滴水从水龙头落到盘子的时间为T n-1C.重力加速度的计算式为2n2h T 2D.重力加速度的计算式为2(n-1)2hT 2【解析】从第1次听到水击盘声开始计数为“1”,当数到“n”时,共经历了n-1个水滴下落的时间,故每一滴水从水龙头落到盘子的时间为t=Tn-1,A错误,B正确;由h=12gt 2,可得:g=2(n-1)2hT 2,C错误,D正确.【答案】BD9.图2-5-5中甲、乙两图都是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图,已知该打点计时器的打点频率为50 Hz.甲乙丙图2-5-5(1)甲、乙两图相比较,哪个图所示的装置更合理?(2)丙图是采用较合理的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带,其中打出的第一个点标为1,后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5、…,经测量,第15至第17点间的距离为11.70 cm,第1至第16点间距离为43.88 cm,则打下第16个点时,重物下落的速度大小为m/s,测出的重力加速度值为g=m/s2.(要求保留三位有效数字)【解析】(1)甲图释放时更稳定,既能更有效地减小摩擦力;又能保证释放时初速度的大小为零,所以甲图更合理.(2)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以v 16=x2T =2.93 m/s又根据2gH =v 216可得g =9.78 m/s 2.【答案】 (1)甲图 (2)2.93 9.78±0.02利用纸带求重力加速度的三种方法1.逐差法:依据相等时间间隔内的位移差为定值,即Δx =gT 2,则g =Δx T 2. 2.平均值法:依据位移公式x =12gt 2,得g =2xt 2,并多次测量x 、t ,求多个g 值,再取平均值.3.图象法:用v n =x n +1+x n2T ,求各打点时刻的瞬时速度,画出v -t 图象,由图象斜率求g 值.[先填空] 1.问题发现亚里士多德观点:重物下落得快,轻物下落得慢.矛盾:把重物和轻物捆在一起下落,会得出两种矛盾的结论. 伽利略观点:重物与轻物下落得一样快. 2.猜想与假说伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动,并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说.3.理想斜面实验(1)如果速度随时间的变化是均匀的,初速度为零的匀变速直线运动的位移x 与运动所用的时间t 的平方成正比,即x ∝t 2.(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下,测出小球从不同起点滚动的位移x 和所用的时间t .(3)斜面倾角一定时,判断x∝t 2是否成立.(4)改变小球的质量,判断x∝t 2是否成立.(5)将斜面倾角外推到θ=90°时的情况——小球自由下落,认为小球仍会做匀加速运动,从而得到了落体运动的规律.4.伽利略研究自然规律的科学方法:把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来.他给出了科学研究过程的基本要素:对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广.[再判断]1.亚里士多德的观点是:重物、轻物下落得一样快.(×)2.伽利略通过实验证明了,只要斜面的倾角一定,小球自由滚下的加速度是相同的.(√)3.伽利略科学思想方法的核心是做实验.(×)[后思考]在研究自由落体运动时,伽利略进行了猜想,亚里士多德进行了猜测,两种研究方法有何不同?【提示】伽利略的科学猜想是根据所观察、发现的事实,把客观事实与原有的知识结合起来,科学猜想不能直接当做结论使用,只有经过实验验证,才能作为结论使用.10.伽利略对自由落体运动的研究,开创了研究自然规律的科学方法,这就是()A.对自然现象进行总结归纳的方法B.用科学实验进行探究的方法C.对自然现象进行总结归纳,并用实验进行验证的方法D.抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法【解析】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推.所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法.故选D.【答案】 D11.伽利略在对自由落体运动的研究过程中,开创了如图2-5-6所示的一套科学研究方法,其中方框2和4中的方法分别是()观察现象→2→逻辑推理→4→修正推广→……图2-5-6A.实验检验,数学推理B.数学推理,实验检验C.提出假设,实验检验D.实验检验,合理外推【解析】这是依据思维程序排序的问题,这一套科学研究方法,要符合逻辑顺序,即通过观察现象,提出假设,根据假设进行逻辑推理,然后对自己的逻辑推理进行实验验证,紧接着要对实验结论进行修正推广.故A、B、D错误,C正确.【答案】 C。

江门市新会华侨中学2014年高中物理 2.5-6 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究课件 新人教版必修1

江门市新会华侨中学2014年高中物理 2.5-6 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究课件 新人教版必修1

答案:9.8 m/s2
1 【解析】 由题意知 H= gT2① 2 物体在最后 4 s 前下落的高度 1 h= g(T-4)2② 2 则 H-h=200 m③ 解①②③得 T=7 s,H= 245 m.
【答案】
7s
245 m
变式训练
1.一个小球自屋檐自由落下,在Δt= 0.25 s内通过高度为Δh=2 m的窗口,求窗口 的顶端距屋檐多高?(g取10 m/s2)
图2-5-2
后每落下一滴水依次数 1、2、3…,当数到 n 时按下秒表停止计时,则每一滴水滴下落的 t 1 2 2h 2n2h 时间为 T= ,由 h= gT 得 g= 2 = 2 . n 2 T t
课堂互动讲练
类型一 自由落体运动规律的应用
例1 一个物体从H高处自由下落,经过最后 200 m所用的时间为4 s,g=10 m/s2,空气阻 力忽略不计,求物体下落的总时间T与高度H. 【思路点拨】 物体做自由落体运动, 最后4 s内的位移等于总高度H减去最后4 s前 下落的高度.
3.自由落体运动的实质:自由落体运动的 实质是初速度为零、加速度a=g的匀加速直线运 动,它是我们前面所学的匀变速直线运动的一个 特例. 4.自由落体加速度——重力加速度 (1)产生原因:由于地球上的物体受到地球的 吸引力而产生的.
(2)大小:与地球上的位置及距地面的高度有 关,在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而 增大,在赤道处重力加速度最小,在两极处重力 加速度最大,但差别很小.在地面上的同一地点, 随高度的增加,重力加速度减小,在一般的高度 内,可认为重力加速度的大小不变.在一般的计 算中,可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2. (3)方向:竖直向下.由于地球是一个球体, 所以各处的重力加速度的方向是不同的. 5.运动图象:自由落体运动的v-t图象是 一条过原点的倾斜直线,斜率k=g.k在数值上等 于重力加速度的大小.
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