高一物理自由落体运动 教案VIP专享VIP免费

一.教学内容：自由落体运动二.考点点拨本节内容中将重点讲解自由落体运动的相关知识和基本规律。自由落体运动是一种最简单的匀变速直线运动，通过自由落体运动的学习，我们将逐步掌握匀变速直线运动的相关规律。自由落体运动也是高考中可以作为简单计算或复杂计算中出现的一步情景问题。三.跨越障碍在我们日常生活中会出现下面这类情景：一张纸片和一块橡皮从桌子上一起掉下，结果橡皮先落地而纸后落地。于是在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德得出下面这个结论：重的物体比轻的物体下落得快。这个论断一直流传了2000多年。16世纪，意大利科学家伽利略用一个详谬和一个实验否定了这个结论。（1）伽利略的详谬：（略）见课本44页（2）伽利略在比萨斜塔上做了一个试验：大小石头一起从静止释放，结果大小石头一起落地。既然物体无论大小应该一起落下，为什么我们会在平常看到重的橡皮会比轻的纸张先落地呢？当我们在一根真空管中把小钱币和羽毛一起从静止释放时会发现两者一起落地，说明平时所看到的重物比轻的物体先落地是因为空气阻力的作用，如果没有空气阻力的影响，物体下落的快慢和物体的质量是无关的。例：甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是A.甲比乙先落地B.乙比甲先落地C.甲和乙同时落地D.无法确定答案很明显是C自由落体运动的快慢和物体的重力大小是无关的（一）伽利略的探究之路伽利略否定了亚里士多德的说法后，就转向对落体运动的研究：1、提出问题：落体运动的性质是什么2、大胆的猜想：伽利略通过观察和思考，提出一个大胆的猜想：下落物体的速度是随着时间均匀增加的。即v∝t此时出现了第一个困难：瞬时速度的测量难以完成3、数学推理：从静止开始的匀加速直线运动物体，通过的位移一定与运动时间的平方成正比，即：s∝t2第二个困难出现：物体下落太快，没有准确的计时。4、实验验证：为了减缓物体下落的速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面试验（见课本46页），伽利略让小铜球从斜槽不同位置由静止滚下，经反复试验后发现，在同一个倾角θ的斜面上，小球滚下的位移与运动时间的平方成正比。如果用s1、s2、s3…表示小球的不同位移，用心爱心专心用t1、t2、t3…分别表示对应的时间，上述实验结果可表示为2111ts=2211ts=2311ts=…=常数，伽利略还发现，斜面倾角不同时，上述比例关系同样成立，只是这个常数的大小有了变化。随着倾角的增大，这个常数的数值也跟着增大。怎样用这个结果来说明落体运动也符合这个规律呢？是伽利略遇到的第三个困难。5、合理外推：伽利略认为，21ts的数值随倾角的增大而增加，当倾角等于90°时，变为自由落体运动，此时这个关系也应该成立，并且此时21ts的数值最大。经过上面的研究过程，伽利略找出了落体运动的规律。6、得出结论：伽利略最终验证了原先的猜想，得出了自由落体运动是一种速度均匀增加的运动的结论。伽利略的成功，不仅在于找出了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路。（二）自由落体运动的规律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。自由落体运动的特点：1）从静止开始，即初速度为零2）物体只受重力作用自由落体运动是一个初速度为零的匀加速直线运动。1、自由落体的速度1）自由落体的加速度叫做重力加速度，用g表示，它的大小约为9.8m/s2，方向为竖直向下。重力加速度在地球表面附近同一地点为一定值，其大小会随位置的改变而变化，但变化量不大，所以我们在今后的计算中，认为其为一定值，常用9.8m/s2，在粗略的计算中也可以取10m/s2。2）一段时间后的速度根据加速度的定义a=tvvt0可知vt=v0+at，而自由落体运动的初速度v0=0，加速度a=g，所以自由落体运动一段时间后的速度vt=gt从这个计算式可以看出物体自由下落的速度与运动时间成正比。下落时间越长，物体的速度越大。例：一个物体从某一高处开始自由下落，则下落5s后的速度是多大？解：自由落体运动vt=gt=9.8×5=49m/s所以物体运动5s后的速度大小为49m/s2、自由落体的位移前面我们在讲速度—时间图像时给大家讲过，图像所围的面积表示物体的位移用心爱心专心在匀...