高中物理魯科版 (2019)必修 第一冊第5節(jié) 自由落體運動教案配套ppt課件

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第一冊第5節(jié) 自由落體運動教案配套ppt課件，共59頁。PPT課件主要包含了幾乎一樣，自由落體運動，初速度，勻加速直線，物體所受的重力作用，ms2，豎直向下，下落得，下落得慢，勻變速直線運動等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、自由落體運動的特點1.實驗與探究——牛頓管實驗：（1）當玻璃管內(nèi)有空氣時，羽毛比硬幣下落___得多。（2）抽去玻璃管內(nèi)部分空氣，羽毛比硬幣下落得還是___，但落地時間相差_____。（3）繼續(xù)抽取玻璃管內(nèi)的空氣，使其接近真空，羽毛與硬幣下落的快慢_________。
二、自由落體運動的加速度1.重力加速度：（1）內(nèi)涵：物體自由下落時具有的加速度源于_______________________。（2）大小。①在地球上同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同；
②隨著緯度升高，重力加速度_____，而同一地區(qū)高度越大，重力加速度_____，但變化都不大；③一般的計算中，通常g取9.8m/s2，在估算時，g還可以取_______。?（3）方向：地球上重力加速度的方向總是_________。
2.自由落體運動的公式：（1）自由落體的特點：v0=0，a=__。（2）速度公式：vt=___。（3）位移公式：h= gt2。（4）速度位移關系式： =____。
3.關于自由落體運動，下列說法正確的是_____。①鋼球在空中由靜止開始自由下落可看成自由落體運動。②質(zhì)量大的物體下落時一定能看成自由落體運動。③物體只在重力作用下的下落運動就是自由落體運動。④自由落體運動是勻加速直線運動。
三、自由落體運動規(guī)律探索回眸1.伽利略的貢獻：（1）從邏輯推理上否定了亞里士多德關于重物體__________、輕物體_________的論斷。（2）提出了“自由落體運動是一種最簡單的變速運動——_______________”的假說。
（3）在當時的實驗條件下測量短時間是有困難的，伽利略采用了間接驗證的方法：運用數(shù)學推導的方法得出初速度為零的勻變速直線運動應有_____。
3.伽利略研究自然規(guī)律的科學方法——_________和__________相結合。
一、自由落體運動1.自由落體運動是一種理想化物理模型：（1）產(chǎn)生條件：物體在空中下落時總是或多或少地要受到空氣阻力的作用，嚴格地說，自由落體運動只能在沒有空氣的空間才能發(fā)生。
（2）近似條件：生活中從靜止開始的落體運動，若滿足空氣阻力遠小于重力的條件，其產(chǎn)生的誤差是可以忽略的，因此對落體運動進行理想化的處理是有實際意義的。
2.自由落體運動的加速度：（1）在同一個地點，所有做自由落體運動的物體的加速度都相同。（2）地球表面上各處的重力加速度不同，隨緯度的增加而增大。（3）在地球表面上同一地點，重力加速度隨高度的增加而減小。
【思考·討論】情境：如圖所示，將花瓣從手中吹落。
討論：（1）這些花瓣做的是自由落體運動嗎？（物理觀念）提示：不是，由于花瓣初速度不為零，空氣阻力也不能忽略，因此花瓣做的不是自由落體運動。（2）若不考慮空氣阻力將花瓣從手中灑落，花瓣做的是自由落體運動嗎？（科學思維）提示：是，因為符合自由落體運動的條件。
【典例示范】（2019·濟南高一檢測）關于自由落體運動，下列說法不正確的是（　?。〢.物體豎直向下的運動一定是自由落體運動B.自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動C.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫作自由落體運動D.當空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，物體的自由下落可看成自由落體運動
【解析】選A。常規(guī)物體只在重力的作用下、初速度為零的運動，叫作自由落體運動，故選項A錯誤；自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動，故選項B、C正確；自由落體運動是一種理想狀態(tài)下的物理模型，當空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，物體的自由下落可看成自由落體運動，故選項D正確。
【誤區(qū)警示】認識自由落體運動的兩大誤區(qū)（1）誤認為物體從高空自由下落的運動一定是自由落體運動。當有阻力或初速度不為零時，不是自由落體運動。（2）誤認為自由落體加速度與物體重力有關，重力越大，自由落體加速度越大。自由落體運動的加速度與地理位置有關，與物體的質(zhì)量、體積及運動狀態(tài)無關。
【素養(yǎng)訓練】1.關于自由落體運動，下列說法正確的是（　?。〢.自由落體運動是勻變速直線運動B.自由落體運動的物體不受任何外力C.初速度為零豎直向下的運動是自由落體運動D.在自由落體運動中，重的物體比輕的物體下落快
【解析】選A。自由落體運動是物體只受重力作用，初速度為零的勻變速直線運動，故A正確；物體做自由落體運動時只受到重力，故B錯誤；初速度為零，只受重力的運動為自由落體運動，故C錯誤；由公式h= gt2知，自由落體運動的物體下落時間與質(zhì)量無關，故D錯誤。故選A。
2.關于自由落體運動，以下說法正確的是（　?。〢.質(zhì)量大的物體不能做自由落體運動B.從水平飛行著的飛機上釋放的物體將做自由落體運動C.雨滴下落的過程是自由落體運動D.從水龍頭上滴落的水滴的下落過程，可近似看作自由落體運動
【解析】選D。物體能否做自由落體運動與物體質(zhì)量大小無關，故選項A錯誤；從水平飛行著的飛機上釋放的物體，由于慣性具有水平初速度，不是自由落體運動，故選項B錯誤；雨滴下落過程所受空氣阻力與速度大小有關，速度增大時阻力增大，雨滴速度增大到一定值時，阻力與重力相比不可忽略，不能認為是自由落體運動，故選項C錯誤；從水龍頭上滴落的水滴所受的空氣阻力與重力相比可忽略不計，可認為只受重力作用，則D正確，A、B、C錯誤。
二、認識自由落體的加速度自由落體加速度的大小、方向：（1）產(chǎn)生原因：地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。（2）大小：與在地球上的緯度以及距地面的高度有關。
（3）方向：豎直向下。由于地球是一個球體，各處的重力加速度的方向是不同的。
【典例示范】（2019·福州高一檢測）關于重力加速度的說法中不正確的是（　?。〢.重力加速度g是標量，只有大小沒有方向，通常計算中g取9.8m/s2B.在地面上不同的地方，g的大小不同，但它們相差不是很大C.在地球上同一地點，一切物體在自由落體運動中落至同一高度時的加速度都相同D.在地球上同一地點，離地面高度越大，重力加速度g越小
【解析】選A。重力加速度是矢量，方向豎直向下，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9.8m/s2左右。在地球表面同一地點，g的值都相同，但隨著高度的增大，g的值逐漸減小。則B、C、D正確，A不正確。
【素養(yǎng)訓練】1.（2019·南平高一檢測）關于自由落體運動的加速度g，下列說法中正確的是（　?。〢.重的物體的g值大B.同一地點，輕重物體的g值一樣大C.g值在地球上任何地方都一樣大D.g值在赤道處大于在北極處
【解析】選B。地球上同一地點的重力加速度相等，與物體的輕重無關，故A錯誤，B正確；在地球上兩極的重力加速度大于赤道處的重力加速度，故選項C、D錯誤。
2.關于重力加速度，下列說法正確的是（　?。〢.在比薩斜塔上同時由靜止釋放一大一小兩個金屬球，兩球同時著地，說明兩球運動的加速度相同，這個加速度就是當?shù)氐闹亓铀俣菳.地球上的重力加速度的值都等于9.8m/s2C.濟南的重力加速度為9.8m/s2，說明在濟南做下落運動的物體，每經(jīng)過1s速度增加9.8m/sD.哈爾濱和廣州的重力加速度都豎直向下，兩者的方向相同
【解析】選A。在比薩斜塔上釋放的金屬球，受到的空氣阻力遠遠小于球的重力，可以認為金屬球做自由落體運動，故金屬球運動的加速度為當?shù)氐闹亓铀俣?，選項A正確；地球上各處的重力加速度的大小一般不同，方向也不同，故選項B、D錯誤；做下落運動的物體不一定做自由落體運動，其加速度也不一定等于重力加速度，故選項C錯誤。
三、自由落體運動規(guī)律的應用1.自由落體運動的基本規(guī)律：
2.自由落體運動的幾個推論：
3.關于自由落體運動的幾個比例關系式：（1）第1s末，第2s末，第3s末，…，第ns末速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。（2）前1s內(nèi)，前2s內(nèi)，前3s內(nèi)，…，前ns內(nèi)的位移之比為h1∶h2∶h3∶…∶hn=1∶4∶9∶…∶n2。（3）連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hN=1∶3∶5∶…∶（2n-1）。
（4）連續(xù)相等位移上所用時間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶∶ ∶…∶ 。（5）連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一個常數(shù)Δh=gT2（T為時間間隔）。
【思考·討論】情境：勻變速直線運動是物理學的重要組成部分。討論：（1）勻變速直線運動的基本規(guī)律對于自由落體運動是否適用？（物理觀念）提示：適用，自由落體運動是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運動，勻變速直線運動的基本規(guī)律都能適用。
（2）月球表面沒有空氣，在月球表面附近自由下落的物體的運動規(guī)律是否與地球上的自由落體運動規(guī)律相似？（科學思維）提示：相似，符合自由落體運動的規(guī)律。
【典例示范】從離地面500m的空中自由落下①一個小球，g取10m/s2，求小球：（1）經(jīng)過多長時間落到地面。（2）自開始下落計時，在第1s內(nèi)的位移和最后1s②的位移分別為多少。（3）下落時間為總時間的一半時的位移。
【解析】（1）由h= gt2，得落地時間t= =10s（2）第1s內(nèi)的位移h1= g = ×10×12m=5m因為從開始運動起前9s內(nèi)的位移為h9= g = ×10×92m=405m
所以最后1s內(nèi)的位移為h′1=h-h9=500m-405m=95m。（3）下落一半時間即t′=5s，其位移為h5= gt′2= ×10×25m=125m。答案：（1）10s?。?）5m　95m　（3）125m
【規(guī)律方法】自由落體運動的處理技巧（1）自由落體運動是勻變速直線運動的特例，分析勻變速直線運動的各種方法對于自由落體運動仍然適用。（2）自由落體運動的中間一段過程的分析方法。①自由落體運動法：從物體開始下落開始研究，物體做自由落體運動，如求物體下落后第4s內(nèi)的位移，可以用自由落體前4s的位移與前3s的位移之差求得。
②勻加速直線運動法：如求物體下落后第4s內(nèi)的位移，可以先根據(jù)v0=gt1求出第4s的初速度，再利用h=v0t2+ g 求出相應的位移。
【素養(yǎng)訓練】1.（2019·寧德高一檢測）如圖所示，某同學為估測一教學樓的總高度，在樓頂將一直徑為2cm的鋼球由靜止釋放，測得通過安裝在地面的光電門數(shù)字計時器的時間為0.001s，由此可知教學樓的總高度約為（不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）（　?。?br/>A.10m　　　B.20m　　　C.30m　　　D.40m
【解析】選B。鋼球的直徑為2cm，即0.02m，時間為0.001s，所以過光電門的平均速度的大小為：v= =20m/s，由于時間極短，故瞬時速度近似為20m/s，自由下落時間t= ，樓高h= =20m。則B正確，A、C、D錯誤。
2.（2019·全國卷Ⅰ）如圖，籃球架下的運動員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為H。上升第一個 所用的時間為t1，第四個 所用的時間為t2。不計空氣阻力，則 滿足（ ）
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