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 新人教必修1.ppt

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1、5 5、6.6.自由落体运动伽利略对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的研究2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2一、自由落体运一、自由落体运动动1定义定义：物体只在：物体只在_作用下从作用下从_开始开始下落的运下落的运动动2物体做自由落体运动的条件物体做自由落体运动的条件(1)物体只受物体只受_作用作用(2)物体的物体的_等于零等于零3运动性质运动性质：自由落体运：自由落体运动动是初速度是初速度为为零的零的_运运动动重力重力静止静止重力重力初速度初速度匀加速直匀加速直线线2021/8/11 星期三34空气中下落：如果空气阻力的作用比较空气中下落：如果空气阻力

2、的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看做小，可以忽略，物体的下落也可以近似看做是做是做_运动运动5研究自由落体运动的方法研究自由落体运动的方法(1)利用利用_进行研究进行研究(2)利用频闪照片进行研究利用频闪照片进行研究自由落体自由落体打点打点计时计时器器2021/8/11 星期三4二、自由落体加速度二、自由落体加速度1定义定义：物体做自由落体运：物体做自由落体运动时动时的加速度叫的加速度叫自由落体加速度，也叫做自由落体加速度，也叫做_加速度加速度2方向方向：竖竖直直_3大小大小：在地球表面其大小随：在地球表面其大小随纬纬度的增加而度的增加而增大，通常情况下取增大，通常情况下取g9.8

3、 m/s2，近似，近似计计算算时时也可以取也可以取g_.重力重力向下向下10 m/s22021/8/11 星期三5三、自由落体运三、自由落体运动规动规律律1自由落体运自由落体运动实质动实质上是初速度上是初速度v0_，加速度，加速度ag的的_运运动动2运动规律运动规律(1)速度公式速度公式v_.(2)位移公式位移公式h_.(3)位移速度关系式位移速度关系式v2_.0匀加速直匀加速直线线gt2gh2021/8/11 星期三6四、伽利略四、伽利略对对自由落体运自由落体运动动的研究的研究1质疑质疑亚亚里士多德里士多德认为认为重物体下落得重物体下落得_，轻轻物体下落得物体下落得 _，伽利略，伽利略对对此

4、此论论断表示了断表示了怀怀疑疑2归谬归谬伽利略从伽利略从亚亚里士多德的里士多德的论论断出断出发发，通，通过过_，最后否定了最后否定了亚亚里士多德的里士多德的论论断断 3.猜想猜想伽利略提出伽利略提出“自由落体运自由落体运动动是一种最是一种最简单简单的的变变速运速运动动匀匀变变速运速运动动”的假的假说说快快慢慢逻辑逻辑推理推理2021/8/11 星期三74数学推理数学推理伽利略通伽利略通过过数学推理得出初速度数学推理得出初速度为为零的零的_应应有有x t2.5实验验证实验验证在当在当时时的的实验实验条件下条件下测测量极短的量极短的时间时间是困是困难难的，的，伽利略采用了伽利略采用了间间接接验证验

5、证的方法：的方法：让让小球从斜面小球从斜面上的不同位置上的不同位置滚滚下，下，测测出小球从不同起点出小球从不同起点滚动滚动的位移的位移x和所用和所用时间时间t.匀匀变变速直速直线线运运动动2021/8/11 星期三8甲乙甲乙2021/8/11 星期三92021/8/11 星期三10一、一、对对自由落体运自由落体运动动的理解的理解1物体做自由落体运物体做自由落体运动动的条件：第一，初速度的条件：第一，初速度为为零；第二，除受重力外不受其他力的作用零；第二，除受重力外不受其他力的作用2自由落体运自由落体运动动是一种理想化的运是一种理想化的运动动模型自由模型自由落体运落体运动动只有在没有空气的空只有

6、在没有空气的空间间里才能里才能发发生，在生，在实实际际中物体下落中物体下落时时由于受空气阻力的作用，物体并不由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运是做自由落体运动动，只有当空气阻力比重力小得多，只有当空气阻力比重力小得多，可忽略可忽略时时，物体的下落才可当做自由落体运，物体的下落才可当做自由落体运动动来来处处理如空气中小理如空气中小铁铁球或小石球或小石块块由静止由静止释释放后的运放后的运动动，就可看做自由落体运就可看做自由落体运动动2021/8/11 星期三113自由落体运自由落体运动动的的实质实质：初速度：初速度为为零，加速度零，加速度ag的匀加速直的匀加速直线线运运动动，它是我，它是

7、我们们前面所学的匀前面所学的匀变变速直速直线线运运动动的一个特例的一个特例4运运动图动图象：自由落体运象：自由落体运动动的的vt图图象是一条象是一条通通过过原点的斜向上的直原点的斜向上的直线线，它的斜率是，它的斜率是g，图线图线与横与横轴轴包包围围的的“三角形的面三角形的面积积S”为为物体下落的高物体下落的高度度h，如下，如下图图所示所示2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三132021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15小小鹏摇动鹏摇动苹果苹果树树，从同一高度一个苹果和一片，从同一高度一个苹果和一片树树叶同叶同时时从静止直接落到地上，苹果先落地，下面从静止直

8、接落到地上，苹果先落地，下面说说法中正确的是法中正确的是()A苹果和苹果和树树叶做的都是自由落体运叶做的都是自由落体运动动B苹果和苹果和树树叶的运叶的运动动都不能看成自由落体运都不能看成自由落体运动动C苹果的运苹果的运动动可看成自由落体运可看成自由落体运动动，树树叶的运叶的运动动不能看成自由落体运不能看成自由落体运动动D假如地球上没有空气，假如地球上没有空气，则则苹果和苹果和树树叶会同叶会同时时落地落地2021/8/11 星期三16解析：解析：空气阻力对树叶影响较大，不能忽略；空气阻力对树叶影响较大，不能忽略；空气阻力对苹果影响较小，可以忽略，故选项空气阻力对苹果影响较小，可以忽略，故选项A、

9、B错误，选项错误，选项C正确；当没有空气阻力时，苹果正确；当没有空气阻力时，苹果和树叶只受重力作用，它们将会同时落地，和树叶只受重力作用，它们将会同时落地，D正正确确答案：答案：CD2021/8/11 星期三17从离地面从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取的空中自由落下一个小球，取g10 m/s2，求小球：，求小球：(1)经过经过多多长时间长时间落到地面落到地面(2)自开始下落自开始下落计时计时，在第，在第1 s内的位移、最后内的位移、最后1 s内的位移内的位移(3)下落下落时间为总时间时间为总时间的一半的一半时时的位移的位移2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19

10、答案：答案：(1)10 s(2)5 m95 m(3)125 m2021/8/11 星期三20二、理解自由落体运二、理解自由落体运动动的加速度的加速度1产产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而力而产产生的生的2大小：与地球上的位置及距地面的高度有关，大小：与地球上的位置及距地面的高度有关，在地球表面上，重力加速度随在地球表面上，重力加速度随纬纬度的增加而增大，度的增加而增大，在赤道在赤道处处重力加速度最小，在两极重力加速度最小，在两极处处重力加速度重力加速度最大，但差最大，但差别别很小在地面上的同一地点，随高很小在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加

11、速度减小，在一般的高度内，度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可可认为认为重力加速度的大小不重力加速度的大小不变变在一般的在一般的计计算中，算中，可以取可以取g9.8 m/s2或或g10 m/s22021/8/11 星期三213方向：方向：竖竖直向下由于地球是一个球体，所以直向下由于地球是一个球体，所以各各处处的重力加速度的方向是不同的的重力加速度的方向是不同的.4运运动图动图象：自由落体运象：自由落体运动动的的vt图图象是一条象是一条过过原点的原点的倾倾斜直斜直线线，斜率是，斜率是kg.k在数在数值值上等于重力上等于重力加速度的大小加速度的大小2021/8/11 星期三22【特别提醒特

12、别提醒】重力加速度的方向为竖直重力加速度的方向为竖直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂线来确定用重垂线来确定2021/8/11 星期三23关于自由落体运关于自由落体运动动的加速度的加速度g，下列，下列说说法正确的法正确的是是()A同一地点同一地点轻轻重物体的重物体的g值值一一样样大大B北京地面的北京地面的g值值比上海地面的比上海地面的g值值略大略大Cg值值在地面任何地方都一在地面任何地方都一样样Dg值值在赤道在赤道处处大于在南北两极大于在南北两极处处2021/8/11 星期三24解析：解析：同一地点不同物体下落的重力加速度同一地点不同物体下落的重力加

13、速度g值相等，值相等，g值随纬度的增加而增加，即赤道处值随纬度的增加而增加，即赤道处最小，南北两极处最大最小，南北两极处最大答案：答案：AB2021/8/11 星期三25三、伽利略的研究方法三、伽利略的研究方法1运用运用“归谬归谬法法”否定了否定了亚亚里士多德关于重的物里士多德关于重的物体下落快、体下落快、轻轻的物体下落慢的的物体下落慢的论论断断2提出自由落体运提出自由落体运动动是一种最是一种最简单简单的的变变速运速运动动匀匀变变速运速运动动的假的假说说2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28请请你回你回顾顾伽利略探究物体下落伽利略探究物体下落

14、规规律的律的过过程，判定下程，判定下列哪个列哪个过过程是伽利略的探究程是伽利略的探究过过程程()A猜想猜想问题问题数学推理数学推理实验验证实验验证合理外推合理外推得得出出结论结论B问题问题猜想猜想实验验证实验验证数学推理数学推理合理外推合理外推得得出出结论结论C问题问题猜想猜想数学推理数学推理实验验证实验验证合理外推合理外推得得出出结论结论D猜想猜想问题问题实验验证实验验证数学推理数学推理合理外推合理外推得得出出结论结论2021/8/11 星期三29解析：解析：伽利略的研究方法是：伽利略的研究方法是：对现象的一对现象的一般观察，提出问题；般观察，提出问题；提出假设；提出假设；运用逻辑运用逻辑(

15、包括数学包括数学)得出结论；得出结论；通过实验对推论进行通过实验对推论进行检验；检验；对假说进行修正和推广对假说进行修正和推广答案：答案：C2021/8/11 星期三30做一做做一做日常工作中，有时需要人们反应灵敏，对于战士、日常工作中，有时需要人们反应灵敏，对于战士、驾驶员、运动员等更是如此从发现情况到采取驾驶员、运动员等更是如此从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫做反应时间这里介绍相应行动所经过的时间叫做反应时间这里介绍一种测定反应时间的简单方法根据自由落体运一种测定反应时间的简单方法根据自由落体运动的知识，可以算出你的反应时间动的知识，可以算出你的反应时间2021/8/11 星期三31

16、2021/8/11 星期三322021/8/11 星期三33解析：解析：物体在下落过程中，因是自由下落，只受物体在下落过程中，因是自由下落，只受重力影响，加速度都为重力影响，加速度都为g，与质量无关，与质量无关，D选项错选项错误又由误又由vgt知，知，A选项错，选项错，B选项正确又由公选项正确又由公式式v22gh可知可知C选项正确故答案应选选项正确故答案应选B、C.答案：答案：BC2021/8/11 星期三34【跟踪发散跟踪发散】11：(2011徐汇区期末测试徐汇区期末测试)关于关于自由落体运动，以下说法正确的是自由落体运动，以下说法正确的是()A物体竖直向下的运动一定是自由落体运动物体竖直向

17、下的运动一定是自由落体运动B自由落体运动是初速度为零、加速度为自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直的竖直向下的匀加速直线运动向下的匀加速直线运动C物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫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自由落体运动D当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体从静止自由下落可视为自由落体运动物体从静止自由下落可视为自由落体运动2021/8/11 星期三35解析：解析：自由落体运动是物体只在重力作用下从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，它是一种初速度为零、加静止开始下落的运动，它是一种初速度为零

18、、加速度为速度为g的匀加速直线运动，如果空气阻力的作用的匀加速直线运动，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的自由下落可以看比较小，可以忽略不计，物体的自由下落可以看做自由落体运动，所以做自由落体运动，所以B、C、D正确，正确，A不正确不正确答案：答案：BCD2021/8/11 星期三362021/8/11 星期三37解析：解析：如果将这如果将这5滴水的运动等效为一滴水滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动，并且将这一滴水运动的全过的自由落体运动，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的程分成时间相等的4段，设每段时间间隔为段，设每段时间间隔为T，则这一滴水在则这一滴水在0时刻，时刻，T

19、 s末、末、2T s末、末、3T s末、末、4T s末所处的位置，分别对应图示第末所处的位置，分别对应图示第5滴水、第滴水、第4滴水、第滴水、第3滴水、第滴水、第2滴水、第滴水、第1滴水所处的位滴水所处的位置，据此可作出解答置，据此可作出解答2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三392021/8/11 星期三40答案：答案：(1)3.2 m(2)0.2 s2021/8/11 星期三41【反思总结反思总结】自由落体运动是初速度为零、加自由落体运动是初速度为零、加速度为速度为g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例，因此所有匀变速直线运动

20、的规律都适一个特例，因此所有匀变速直线运动的规律都适用于自由落体运动用于自由落体运动2021/8/11 星期三422021/8/11 星期三43答案：答案：125 m2021/8/11 星期三442021/8/11 星期三452021/8/11 星期三462021/8/11 星期三472021/8/11 星期三482021/8/11 星期三49答案：答案：9.782021/8/11 星期三502021/8/11 星期三512021/8/11 星期三522021/8/11 星期三532021/8/11 星期三542竖直上抛运动竖直上抛运动一、基本概念一、基本概念将物体以一定的初速度沿竖直方向向上

21、抛出去，物将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出去，物体只在重力作用下的运动叫竖直上抛运动体只在重力作用下的运动叫竖直上抛运动二、基本特征二、基本特征只受重力作用且初速度竖直向上，如果以初速度方只受重力作用且初速度竖直向上，如果以初速度方向为正方向，则加速度向为正方向，则加速度ag.2021/8/11 星期三552021/8/11 星期三562021/8/11 星期三571(2011泉州七中高一期末泉州七中高一期末)对对于自由落体运于自由落体运动动，下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A在在1 s内、内、2 s内、内、3 s内的位移之比是内的位移之比是1 3 5B在在1 s末、末、2 s末

22、、末、3 s末的速度之比是末的速度之比是1 2 3C在第在第1 s内、第内、第2 s内、第内、第3 s内的平均速度之比内的平均速度之比是是1 4 9D在相在相邻邻两个两个1 s内的位移之差都是内的位移之差都是9.8 m2021/8/11 星期三58答案：答案：BD2021/8/11 星期三592(2011江阴高一江阴高一检测检测)关于重力加速度的关于重力加速度的说说法中正确的是法中正确的是()A重力加速度表示自由下落的物体运重力加速度表示自由下落的物体运动动的的快慢快慢B重力加速度表示自由下落物体运重力加速度表示自由下落物体运动动速度速度变变化的大小化的大小C重力加速度表示自由下落物体运重力加

23、速度表示自由下落物体运动动速度速度变变化的快慢化的快慢D轻轻物体和重物体的重力加速度不同物体和重物体的重力加速度不同2021/8/11 星期三60解析：解析：重力加速度是表示自由下落物体运动重力加速度是表示自由下落物体运动速度变化快慢的物理量，速度变化快慢的物理量，A、B错误，错误，C正确；正确；在同一地点，不同物体自由下落的加速度是相在同一地点，不同物体自由下落的加速度是相同的同的D错误错误答案：答案：C2021/8/11 星期三613甲物体的甲物体的质质量是乙物体量是乙物体质质量的量的3倍，它倍，它们们在在同一高度同同一高度同时时自由下落，自由下落，则则下列下列说说法中正确的法中正确的是是

24、()A甲比乙先着地甲比乙先着地B甲比乙的加速度大甲比乙的加速度大C甲与乙同甲与乙同时时着地着地 D甲与乙的加速度一甲与乙的加速度一样样大大2021/8/11 星期三62答案：答案：CD2021/8/11 星期三634(2011惠阳高一惠阳高一检测检测)一个自由下落的物体，一个自由下落的物体，前前3 s内下落的距离是第内下落的距离是第1 s内下落距离的内下落距离的()A2倍倍 B3倍倍C6倍倍 D9倍倍答案：答案：D2021/8/11 星期三645从空中自由下落一个物体，它从空中自由下落一个物体，它经过经过一幢三一幢三层层建筑物的每一建筑物的每一层时层时都用了都用了0.5 s的的时间时间已知最上已知最上一一层层的高度的高度h13.75 m，求其余两，求其余两层层的高度的高度(g10 m/s2)2021/8/11 星期三65答案：答案：6.25 m8.75 m(自上而下自上而下)2021/8/11 星期三666从静止于从静止于160 m高空的气球上自由落下一物高空的气球上自由落下一物体，此物体下落体，此物体下落2 s后后张张开降落开降落伞伞匀速下落，匀速下落，问问物体共物体共经历经历多多长时间长时间落到地面？落到地面？(g取取10 m/s2)2021/8/11 星期三67答案：答案：9 s2021/8/11 星期三682021/8/11 星期三69