2020版新教材高中物理2.5自由落体运动课件鲁科版必修1201910171183(数理化网).ppt
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1、第5节 自由落体运动,一、自由落体运动的特点 1.实验探究牛顿管实验: (1)当玻璃管内有空气时,纸片比硬币下落_得多。 (2)抽去玻璃管内部分空气,纸片比硬币下落得还是 _,但落地时间相差_。 (3)继续抽取玻璃管内的空气,使其接近真空,纸片与 硬币下落的快慢_。,变小,几乎一样,慢,慢,2.自由落体运动:,重力,静止,初速度,重力,匀加速直线,二、自由落体运动的加速度 1.自由落体加速度: (1)内涵:物体自由下落时具有的源于_ _的加速度。 (2)大小。 在地球上同一地点,一切物体自由下落的加速度都 相同;,物体所受的重力,作用,随着纬度升高,重力加速度_,而同一地区高度 越大,重力加速
2、度_,但变化都不大; 一般的计算中,通常g取9.8 m/s2, 在估算时,g还 可以取_。 (3)方向:地球上重力加速度的方向总是_。,增大,越小,10 m/s2,竖直向下,2.自由落体运动的公式: (1)自由落体的特点:v0=0,a=_。 (2)速度公式:vt=_。 (3)位移公式:h= gt2。 (4)速度位移关系式: =_。,gt,2gh,g,3.关于自由落体运动,下列说法正确的是_。 钢球在空中由静止开始自由下落可看成自由落体运 动。 质量大的物体下落时一定能看成自由落体运动。 物体只在重力作用下的下落运动就是自由落体运 动。 自由落体运动是匀加速直线运动。,三、自由落体运动规律探索回
3、眸 1.伽利略的贡献: (1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体_ _、轻物体_的论断。 (2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动 _”的假说。,下落得,快,下落得慢,匀变速直线运动,(3)在当时的实验条件下测量短时间是有困难的,伽利 略采用了间接验证的方法:运用数学推导的方法得出 初速度为零的匀变速直线运动应有_。,st2,2.斜面实验:,3.伽利略研究自然规律的科学方法_和_ _相结合。,数学推理,实,验研究,一 自由落体运动 1.自由落体运动是一种理想化物理模型: (1)产生条件:物体在空中下落时总是或多或少地要受到空气阻力的作用,严格地说,自由落体运动只能在没有空气的空间才
4、能发生。,(2)近似条件:生活中从静止开始的落体运动,若满足空气阻力远小于重力的条件,其产生的误差是可以忽略的,因此对落体运动进行理想化的处理是有实际意义的。,2.自由落体运动的加速度: (1)在同一个地点,所有做自由落体运动的物体的加速度都相同。 (2)地球表面上各处的重力加速度不同,随纬度的增加而增大。 (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。,【思考讨论】 情境:如图所示,将花瓣从手中吹落。,讨论:(1)这些花瓣做的是自由落体运动吗?(物理观念) 提示:不是,由于花瓣初速度不为零,空气阻力也不能忽略,因此花瓣做的不是自由落体运动。,(2)若不考虑空气阻力将花瓣从手中洒落
5、,花瓣做的是自由落体运动吗? (科学思维) 提示:是,因为符合自由落体运动的条件。,【典例示范】 (2019济南高一检测)关于自由落体运动,下列说法不正确的是 世纪金榜导学号( ) A.物体竖直向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下落的运动叫作自由落体运动 D.当空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体的自由下落可看成自由落体运动,【解析】选A。常规物体只在重力的作用下、初速度为零的运动,叫作自由落体运动,故选项A错误;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,故选项B、C正确
6、;自由落体运动是一种理想状态下的物理模型,当空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体的自由下落可看成自由落体运动,故选项D正确。,【误区警示】认识自由落体运动的两大误区 (1)误认为物体从高空自由下落的运动一定是自由落体运动。当有阻力或初速度不为零时,不是自由落体运动。,(2)误认为自由落体加速度与物体重力有关,重力越大,自由落体加速度越大。 自由落体运动的加速度与地理位置有关,与物体的质量、体积及运动状态无关。,【素养训练】 1.关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( ) A.自由落体运动是匀变速直线运动 B.自由落体运动的物体不受任何外力 C.初速度为零竖直向下的运动是自由落体运动 D.
7、在自由落体运动中,重的物体比轻的物体下落快,【解析】选A。自由落体运动是物体只受重力作用,初 速度为零的匀变速直线运动,故A正确;物体做自由落 体运动时只受到重力,故B错误;初速度为零,只受重 力的运动为自由落体运动,故C错误;由公式h= gt2 知,自由落体运动的物体下落时间与质量无关,故D错 误。故选A。,2.关于自由落体运动,以下说法正确的是 ( ) A.质量大的物体不能做自由落体运动 B.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C.雨滴下落的过程是自由落体运动 D.从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看作自由落体运动,【解析】选D。物体能否做自由落体运动与物体质量大 小无关,
8、故选项A错误;从水平飞行着的飞机上释放的 物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体运 动,故选项B错误;雨滴下落过程所受空气阻力与速度 大小有关,速度增大时阻力增大,雨滴速度增大到一 定值时,阻力与重力相比不可忽略,不能认为是自由 落体运动,故选项C错误;从水龙头上滴落的水滴所受,的空气阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,则D正确,A、B、C错误。,二 认识自由落体的加速度 自由落体加速度的大小、方向: (1)产生原因:地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。 (2)大小:与在地球上的纬度以及距地面的高度有关。,(3)方向:竖直向下。由于地球是一个球体,各处的重力加速度的方向是不同的
9、。,【典例示范】 (2019福州高一检测)关于重力加速度的说法中不正确的是 世纪金榜导学号( ) 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.在地球上同一地点,离地面高度越大,重力加速度g越小,【解析】选A。重力加速度是矢量,方向竖直向下,在地球的表面,不同的地方重力加速度g的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右。在地球表面同一地点,g的值都相同,但随着高度的增大,g的值逐渐减小。则B、C、D正确,A不正确。,【素养训练】
10、1.(2019南平高一检测)关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是 ( ) A.重的物体的g值大 B.同一地点,轻重物体的g值一样大 C.g值在地球上任何地方都一样大 D.g值在赤道处大于在北极处,【解析】选B。地球上同一地点的重力加速度相等,与物体的轻重无关,故A错误,B正确;在地球上两极的重力加速度大于赤道处的重力加速度,故选项C、D错误。,2.关于重力加速度,下列说法正确的是 ( ) A.在比萨斜塔上同时由静止释放一大一小两个金属球,两球同时着地,说明两球运动的加速度相同,这个加速度就是当地的重力加速度 B.地球上的重力加速度的值都等于9.8 m/s2,C.济南的重力加速度为9.
11、8 m/s2,说明在济南做下落运动的物体,每经过1 s速度增加9.8 m/s D.哈尔滨和广州的重力加速度都竖直向下,两者的方向相同,【解析】选A。在比萨斜塔上释放的金属球,受到的空 气阻力远远小于球的重力,可以认为金属球做自由落 体运动,故金属球运动的加速度为当地的重力加速 度,选项A正确;地球上各处的重力加速度的大小一般 不同,方向也不同,故选项B、D错误;做下落运动的 物体不一定做自由落体运动,其加速度也不一定等于 重力加速度,故选项C错误。,三 自由落体运动规律的应用 1.自由落体运动的基本规律:,vt,vt,2.自由落体运动的几个推论:,3.关于自由落体运动的几个比例关系式: (1)
12、第1 s末,第2 s末,第3 s末,第n s末速度之比为v1v2v3 vn=123 n。 (2)前1 s内,前2 s内,前3 s内,前n s内的位移之比为h1h2h3 hn=149 n2。 (3)连续相等时间内的位移之比为hhh hN=135 (2n-1)。,(4)连续相等位移上所用时间之比为t1t2t3 tn=1 。 (5)连续相等时间内的位移之差是一个常数h=gT2(T 为时间间隔)。,【思考讨论】 情境:匀变速直线运动是物理学的重要组成部分。 讨论:(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? (物理观念) 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
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