《自由落体运动》匀变速直线运动的研究PPT

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第一部分内容：学习目标

1.知道自由落体运动的条件、性质和特点．

2．掌握自由落体运动的规律，会通过实验测定自由落体运动的加速度，知道在地球上不同地方，重力加速度的大小不同．

3．了解伽利略研究自由落体运动的过程，领悟他的研究方法.

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自由落体运动PPT，第二部分内容：新知探究

一、自由落体运动和自由落体加速度

1．自由落体运动的特点

(1)定义：物体只在_________作用下从_________开始下落的运动．

(2)运动性质：初速度为零的_________直线运动．

2．自由落体运动的加速度

(1)定义：物体自由下落时具有的加速度源于物体所受的重力作用，称为_____________________，通常用g表示．

(2)方向：总是_________．

(3)大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的．一般的计算中，g取 _________，近似计算时，g取_________．

二、自由落体运动的规律

1．速度公式：v＝_________．

2．位移公式：h＝_________．

3．速度位移公式：v2＝_________．

三、伽利略对自由落体运动的研究

1．亚里士多德的观点：重物比轻物下落的快．

2．伽利略的研究

(1)归谬：伽利略从_____________的论断出发，通过逻辑推理，否定了他的论断．

(2)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_________的．

(3)数学推理：伽利略通过数学推理得出对于初速度为0的匀变速直线运动应有s_________．

(4)伽利略采用了间接验证的方法，让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球从不同起点滚动的位移s和所用时间t.观测st2是否保持不变；不断增大斜面的倾角，对于每一特定的倾角，如果小球从不同高度滚下时这个比值仍保持不变，则说明小球在斜面上的运动是匀变速直线运动．

(5)合理外推：伽利略将斜面倾角外推到_________时的情况，小球的运动就成为自由下落，伽利略认为小球仍会做匀变速直线运动．

3．伽利略的科学方法：把_________和_____________ (包括数学演算)和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法．

(1)竖直下落的运动就是自由落体运动．(　　)

(2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动．(　　)

(3)高空雨滴下落的运动是自由落体运动．(　　)

(4)屋檐滴下的水滴下落可视为自由落体运动．(　　)

(5)重力加速度的方向总是垂直向下．(　　)

(6)月球上的重力加速度也是9.8 m/s2.(　　)

(1)伽利略在比萨斜塔上做过实验：让重的铁球和轻的铁球同时下落，发现两球几乎同时落地．简单解释为什么？

(2)在月球上，铁球与羽毛同时由静止释放同时落地．简单解释为什么？

提示：(1)忽略空气阻力的影响，两球都做自由落体运动，下落快慢与物体轻重无关．

(2)月球表面没有空气，铁球与羽毛都做自由落体运动．

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自由落体运动PPT，第三部分内容：师生互动

对自由落体运动的理解

1．做下面的小实验并认真观察

①将一张纸片和一个金属球同时在同一高度释放，如图甲．

②将纸片揉成团和金属球同时在同一高度释放，如图乙．

试结合上述观察，讨论下列问题：

(1)纸片和金属球哪个先落地？为什么？

(2)纸团和金属球哪个先落地？为什么？

2．如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同．

(1)抽掉空气的玻璃管中为什么物体下落快慢相同？

(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？

[要点提示]　1.(1)金属球先落地，因为空气阻力对纸片下落快慢的影响比对金属球下落快慢的影响大．

(2)纸团和金属球几乎同时落地，因为空气阻力对二者下落快慢的影响差别不是很大．

2．(1)没有空气阻力影响．

(2)物体由静止开始下落，空气的阻力作用可以忽略．

【核心深化】

1．自由落体运动的受力特点：自由落体运动是一种理想化的运动，物体在空气中的运动都要受到阻力的作用，但当自由下落的物体所受的空气阻力远小于物体的重力时，物体的运动可视为自由落体运动．

2．自由落体运动的运动特点

(1)在同一地方，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，即物体自由下落时速度变化的快慢都一样，平时看到轻重不同、密度不同的物体下落时的快慢不同，加速度也不同，那是因为它们受到的阻力不同．

(2)在地球表面上各处的重力加速度不同．重力加速度随纬度的增加而增大，赤道处的重力加速度最小．

(3)在地球表面上同一地点，重力加速度随高度的增加而减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变．

(4)重力加速度的方向总是竖直向下．

关键能力1　自由落体的判断

(多选)小鹏摇动苹果树，一个苹果和一片树叶同时从同一高度处落下，苹果先落地．下列说法中正确的是(　　)

A．苹果和树叶做的都是自由落体运动

B．苹果和树叶的运动都不能视为自由落体运动

C．苹果的运动可视为自由落体运动，树叶的运动不能视为自由落体运动

D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地

[思路点拨] 解此题把握住自由落体运动的条件：初速度为零，只受重力作用．

通常所讲的自由落体运动是一种理想化的模型，实际物体在下落过程中不受其他因素的影响是不可能的．严格的自由落体运动只在没有空气阻力的空间才存在，但如果空气阻力比重力小得多，比如在空气中石块的下落，在开始下落的短时间内可近似看作自由落体运动．　 

关键能力2　自由落体运动的加速度

(多选)关于重力加速度的说法中正确的是(　　)

A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2

B．在地面上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大

C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同

D．重力加速度的方向总是垂直于地面

(1)从赤道到两极，重力加速度逐渐增大．赤道处最小，约为9.780 m/s2；两极处最大，约为9.832 m/s2.

(2)随高度的增加，重力加速度逐渐减小，高度越高，重力加速度越小，但在高度变化不大的情况下，可以认为重力加速度不变．

(3)重力加速度是由地球对物体的吸引而产生的，是由地球本身决定的．它与做自由落体运动的物体的质量大小无关，与物体形状和运动状态无关．只与物体所处的位置有关．　 

【达标练习】

1．(多选)关于自由落体运动的加速度，下列说法正确的是(　　)

A．同一地点，轻、重物体的g值一样大

B．北京市区的g值比上海市区的g值略大

C．g值在海拔高的地方大

D．物体速度越快，g值越大

2．(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　)

A．自由落体运动的初速度可以不为零

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．物体只在重力作用下从静止开始的运动叫自由落体运动

D．当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动

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