《探究自由落体运动》课件4.ppt

第一节 探究自由落体运动,1.如图2－1－2是一辆汽车做直线运动的s－t图象，对相应的线段所表示的运动，下列哪些说法是不正确的( ) A．AB段表示静止 B．BC段发生的位移大于CD段发生的位移 C．CD段运动方向和BC段运动方向相反 D．CD段运动速度大于BC段运动速度 【答案】B,精 彩 回 眸,图2－1－2,,2．(双选)如图2－1－3所示为三个物体甲、乙、丙相对同一原点的位移图象，在时间t1内，下面说法中正确的是( ) A．甲的平均速度最大 B．甲的平均速率最大 C．乙的平均速度最小 D．三者平均速度相同 【答案】BD 【解释】三个物体做直线运动，t1时间内位移相同，甲路程最大．,,图2－1－3,3．图2－1－4为一物体做直线运动的v－t图象，则在0～t1和t1～t2时间内( ) A．速度方向相同，加速度方向相同 B．速度方向相同，加速度方向相反 C．速度方向相反，加速度方向相同 D．速度方向相反，加速度方向相反 【答案】B,图2－1－4,,【解释】由于0～t1和t1～t2时间内的速度都在t轴上方，即都为正值，表明与规定的正方向相同，即速度方向相同，由图象可知，加速度等于直线的斜率，所以a1为正，a2为负．即a1与a2方向相反，故B正确，A、C、D均错．,一、落体运动的思考 1．亚里士多德的观点：重的物体下落的比轻的物体____． 2．实验探究：(1)较重的物体下落得比较快，是由于空气对不同物体的________不同． (2)在不受空气阻力的情况下，物体下落过程中的运动情况与物体所受的重力无关．,知 识 梳 理,快,阻力,二、记录自由落体运动轨迹 1．自由落体运动：物体仅在______________的作用下，从________开始下落的运动． 2．利用打点计时器记录重物下落过程． 3．分析纸带上记录的信息，我们可以找到自由落体运动的规律．,重力,静止,思考：将小钢球和一张纸片从同一高度、同时由静止释放，二者谁先落地？若将纸片团成一个小纸团，谁先落地？ 【答案】小钢球和纸片从同一高度、同时由静止释放，小钢球先落地．若将纸片团成小纸团，二者同时落地．纸片下落时，所受空气阻力较大，将纸片团成小纸团后，所受空气阻力较小，与自身重力相比可以忽略不计．说明忽略空气阻力时，只在重力作用下，不同物体由静止下落的运动是相同的.,1．古希腊的学者们认为，物体下落快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落得越快．生活在公元前四世纪的古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种观点，他认为：物体下落得快慢与它们的重量成正比．亚里士多德的论断影响深远，在其后两千多年的时间里，人们一直信奉他的学说．但是，这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的．,对自由落体运动认识的两种观点,2．伽利略对自由落体运动的研究 (1)逻辑推理 亚里士多德凭经验认为，重的物体比轻的物体下落快．根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大．假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8；但两块石头捆在一起，总的重力比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8还大．这样，就从“重物比轻物落得快”的前提中推断出了互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入了困境，伽利略进一步猜想速度的变化是均匀的．,(2)猜想假说 伽利略认为，自由落体是一种最简单的变速运动．他设想，最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的．他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等．伽利略假设的第一种方式最简单，并把这种运动叫做匀变速运动．,(3)实验验证 伽利略设计了一个斜面实验，如图2－1－5所示，因为物体实际下落太快，伽利略想办法把物体运动的速度放慢，即先研究小球在斜面上的运动．探究一个光滑黄铜小球沿倾斜直槽滑下时的运动情况．,图2－1－5,,【例1】 伽利略关于重物与轻物下落同样快的论断的根据是( ) A．他在比萨斜塔上同高度同时放下一个铁球和一个木球，发现它们同时落地 B．通过逻辑推理：如果大石头比小石头下落得快，将得出相互矛盾的结论 C．将重量不同的小铜球沿不同斜面同时滚下，发现从同高度滚到地面的时间相同 D．通过铜球在斜面上运动的实验，进行合理外推，直至斜面的倾角增大到与地面垂直,解析：伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理包括数学推导和谐结合起来，从而推翻了两千多年人们一直信奉的亚里士多德关于物体下落快慢是由它们的重量决定的，物体越重下落得越快的错误观点．论断的根据是以上选项中的B、D. 答案：BD 题后反思：物理学的研究和发展依赖于方法，合理的方法是通向真理的阶梯．科学方法一般包括以下几点：观察现象、提出猜想、逻辑推理、实验验证、修正猜想、推广运用．,1971年7月26日发射的“阿波罗”15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28千米，并做了一个落体实验；在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，出现的现象是(月球上是真空)( ) A．羽毛先落地，铁锤后落地 B．铁锤先落地，羽毛后落地 C．铁锤和羽毛不同时落地 D．铁锤和羽毛同时落地,,【答案】D 【解释】月球表面是真空的，由伽利略推导的结论可知铁锤和羽毛同时落地，故选项D正确．,1．自由落体运动：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． 2．自由落体运动的特点 (1)初速度：v0＝0； (2)受力特点：只受重力作用，没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计． 3．自由落体运动的性质 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动．,对自由落体运动的认识,【例2】 陨石自空气中下落与大气摩擦并烧毁，桌面上的橡皮不慎掉落．陨石和橡皮的运动是自由落体运动吗？ 解析：陨石以极高的速度进入大气，受的空气阻力非常大，因陨石的初速度不为零，并且受到巨大的空气阻力作用，不是仅受重力的作用，因此陨石的运动不是自由落体运动． 橡皮从桌面上下落的初速度为零，在掉到地面的过程中速度不是很大，阻力很小，可以忽略，因此仅受重力的作用，所以橡皮的运动可认为是自由落体运动．,答案：陨石的运动不是自由落体运动，橡皮的运动是自由落体运动． 题后反思：自由落体运动有两个基本特征：(1)初速度为零；(2)仅受重力作用．,下列有关说法中正确的是( ) A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B．只要空气阻力小就可以看成自由落体运动 C．物体只受重力作用下的运动就是自由落体运动 D．当空气阻力足够小可忽略不计的情况下，物体由静止开始下落可看作自由落体运动 【答案】D,,【解释】自由落体是向下的，但向下运动的物体可能还受到除重力外的其他力，所以A错，空气阻力的大小，必须是相对物体本身重力的，所以B错．自由落体运动的条件有两个，除了只受重力外还有从静止开始．所以C错．根据定义知D项叙述是正确的．,【例3】 伽利略通过小球在斜面上的运动来验证，进而研究落体运动的规律时，是分两个步骤进行验证的，为什么要分两个步骤进行实验？,综 合·拓 展·提 高,解析：此实验是按如下顺序的两个步骤进行的：(1)用不同质量的小球，从不同高度开始滚动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度就是相同的；(2)增大斜面的倾角，小球的加速度随斜面倾角的增大而增大．(1)步骤验证了只要斜面倾角一定，质量不同的球的加速度都相等，它成为(2)步骤中逐步推广到倾角为90°时，质量不同的物体加速度仍相等的必然结论，步骤(2)是逐步地把斜面上的问题向倾角为90°——自由落体运动进行外推，综合两个步骤的结论可知：所有小球自由落体时的加速度都是一样的． 答案：见解析,。