高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动教学ppt课件

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教材预习·必备知识全过关
核心要点·能力素养全提升
1.亚里士多德对落体运动的观点：物体下落的快慢跟它的______有关,____的物体下落得快。
2.伽利略的逻辑推理和结论：假定一块大石头的下落速度为8;一块小石头的下落速度为4,当把两块石头捆在一起时,大石头会被小石头拖着而变慢,整个物体的速度应该小于8。但是,把两块石头捆在一起后,整个物体下落的速度应该比8大。这种相互矛盾的结论,说明亚里士多德“重的物体下落得快”的看法是错误的。
3.自由落体运动的定义：物体只在______作用下从______开始下落的运动。
1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都______，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫____________，符号为_ __。
3.重力加速度与地球纬度的关系：地球上越靠近赤道的地方重力加速度______，越靠近两极的地方重力加速度______。
三、自由落体运动的规律
要点一 对自由落体运动的理解
1.自由落体运动的两个条件
2.自由落体运动是一种理想化模型在空气中，物体运动时都会受到阻力，所以空气中不存在真正的自由落体运动。但在空气阻力很小的情况下，物体在空中从静止开始下落的运动可以近似看作自由落体运动。所以自由落体运动是一种理想化模型。
例题1 [2023江苏扬州期中]关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A.不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是不同的B.自由落体运动的加速度与物体的质量大小有关C.羽毛在空气中从静止开始下落的运动一定是自由落体运动D.伽利略在研究自由落体运动的规律时采用了实验与逻辑推理相结合的方法
[解析] 不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是相同的，A项错误；自由落体运动的加速度为重力加速度，与物体的质量大小无关，B项错误；羽毛在空气中从静止开始下落，羽毛除了受到重力还受到空气阻力，羽毛的运动不是自由落体运动，C项错误；伽利略在研究自由落体运动的规律时采用了实验与逻辑推理相结合的方法，D项正确。
对点演练1 [2023江苏扬州期中]伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是( )
A.其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论B.其中的甲图是实验现象，乙图是经过合理的外推得到的结论C.运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验数据更容易测量D.运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验数据更容易测量
[解析] 甲、乙、丙是实验现象，丁是经过合理的外推得到的结论，故A、B项错误；由于伽利略时代靠滴水计时，不能准确测定自由落体所用的时间，采用斜面滚下，可以延长下滑所用时间，起到“冲淡”重力的作用，丁图使自由落体的时间更难测量，故C项正确，D项错误。
要点二 自由落体运动的规律
1.自由落体运动的基本规律
3.初速度为零的匀加速直线运动的比例关系也适用于自由落体运动。
（1）大桥到水面的高度；
（2）小铁球落到水面的速度大小；
要点三 自由落体加速度的测量
1.实验器材打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺。
（1）按如图所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。
（2）使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器。
（3）用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点，重物落地后立刻关闭电源。
（4）改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理。
（1）用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离。
[解析] 作出图像如图所示。
（4）某同学居家学习期间，注意到一水龙头距地面较高，而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的清脆声音。于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度。为准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。
拓展 利用自由落体测重力加速度的方法（忽略阻力）
一、对自由落体运动的理解
1.[2022江苏淮安期中]爱因斯坦曾赞扬一位科学家,称他的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这位科学家是( )
A.开普勒B.伽利略C.惠更斯D.牛顿
2.[2022江苏扬州学业水平模拟]把金属片和小羽毛放到长玻璃管里，把玻璃管倒立过来，观察它们下落的情况。然后把玻璃管里的空气抽出，把玻璃管倒立过来，再次观察。下列说法正确的是( )
A.玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快B.玻璃管充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动C.玻璃管抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快D.玻璃管抽出空气后，金属片比小羽毛下落慢
3.[2023江苏盐城期中]在月球上没有空气，若航天员在月球表面上将一石块从某高度由静止释放，下列图像能正确描述石块运动情况的是( )
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
二、自由落体运动的规律
4.[2022江苏南京学业水平检测]如图所示，A、B两物体从地面上某点正上方不同高度处，同时做自由落体运动。已知A的质量比B的质量大，下列说法正确的是( )
A.A、B可能在空中相撞B.A、B落地时的速度相等C.下落过程中，A、B速度变化的快慢相同D.从开始下落到落地，A、B的平均速度相等
三、自由落体加速度的测量
（1）小球经过光电门2时的速度为_ ___（用题中给出的字母表示）；
（2）当地的重力加速度为_ __________（用题中给出的字母表示）；
（3）本实验中实际上是用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度，从严格意义上讲是不准确的。实际上，小球通过光电门的平均速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）小球球心通过光电门的瞬时速度，这将导致测得的重力加速度与实际的重力加速度相比______（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
[解析] 实际上，小球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，小于中间位置的瞬时速度，即小于小球球心通过光电门的瞬时速度；因两个中间时刻运动的位移大于两个中间位置的位移，则测得的重力加速度与实际的重力加速度相比偏大。