高中物理 2.1探究自由落體運(yùn)動同步教學(xué)課件 粵教版必修1.ppt

1 試和同學(xué)交流由亞里士多德觀點(diǎn)得兩個相悖的結(jié)論 這兩個結(jié)論是怎樣的 亞里士多德的觀點(diǎn)是正確的還是錯誤的 提示 兩個相悖的結(jié)論 1 如果把石塊和樹葉捆在一起 則其所受重力一定比其中任何一物體大 其下落速度也比其中任一物體的下落速度大 如果把石塊和樹葉捆在一起 獨(dú)自下落較慢的樹葉會拖慢獨(dú)自下落較快的石塊 最終其下落速度比石塊的下落速度慢 2 由這兩個相互矛盾的結(jié)論得出亞里士多德的觀點(diǎn)是錯誤的 2 從同一高度處將一張紙和一個由同樣的紙揉成的紙團(tuán) 一起由靜止釋放 誰下落得快 為什么 提示 紙團(tuán)下落得快 因?yàn)榧垐F(tuán)受到的空氣阻力影響比紙片小 3 一枚硬幣和一枚表面貼有小紙片的硬幣從同一高度由靜止釋放 誰下落快 空氣阻力對它們的影響如何 提示 下落一樣快 空氣阻力對兩枚硬幣的影響相同 4 牛頓管實(shí)驗(yàn)說明了什么問題 提示 牛頓管實(shí)驗(yàn)說明了在有空氣的環(huán)境里 不同的物體下落的快慢不同 但在沒有空氣的環(huán)境里 所有物體下落時快慢完全相同 如何認(rèn)識伽利略的科學(xué)方法 1 伽利略第一次把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理 包括數(shù)學(xué)推演 和諧地結(jié)合起來 打開了近代科學(xué)的大門 伽利略把自己的科學(xué)方法付諸應(yīng)用 成功地解決了自由落體的運(yùn)動性質(zhì)問題 其中有觀察 有猜想 有實(shí)驗(yàn) 有邏輯推理 包括數(shù)學(xué)推演 他的方法為后人所采用 創(chuàng)造了科學(xué)的奇跡 2 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究 開創(chuàng)了研究物理規(guī)律的科學(xué)方法 抽象思維 數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合 這種方法有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展 近代科學(xué)研究的大門從此打開 落體運(yùn)動的思考1 亞里士多德的觀點(diǎn)2 伽利略的觀點(diǎn) 典例1如圖所示 在牛頓管實(shí)驗(yàn)中 有空氣的和抽掉空氣的兩根管中的錢幣和羽毛下落情況不同 這個實(shí)驗(yàn)說明的道理是 a 真空中的羽毛比有空氣的管中的羽毛受到的重力大b 羽毛比錢幣下落慢的原因是羽毛受到空氣阻力作用 錢幣不受空氣阻力作用c 羽毛比錢幣下落慢的原因是羽毛的體積比錢幣大d 所有物體如果不受空氣阻力 只在重力作用下 在同一地方由靜止釋放 下落的快慢均一樣 解答此題應(yīng)把握以下三點(diǎn) 1 羽毛 或錢幣 在空氣中和真空中所受重力相同 2 羽毛和錢幣在空氣中均受到空氣阻力作用 3 在有空氣的管中羽毛和錢幣受到空氣阻力的影響不同 故下落快慢不同 規(guī)范解答 選d 無論在真空管還是空氣管中羽毛受到的重力是不變的 a錯 羽毛和錢幣在空氣管中下落時 都要受到空氣阻力 b錯 但羽毛由于本身重力較小 受到的空氣阻力對其下落的影響程度較大 故c錯 根據(jù)在真空管中的實(shí)驗(yàn)可知d項(xiàng)正確 變式備選 宇航員在表面沒有空氣的月球上從同一高度同時由靜止釋放一塊石塊和一片紙片 下列說法正確的是 a 石塊落地用時少b 紙片落地用時少c 石塊與紙片同時落地d 無法比較 解析 選c 月球表面沒有空氣 在月球上釋放物體 物體只受月球?qū)ξ矬w的重力作用 不受阻力作用 所以石塊和紙片同時落地 1 物體做自由落體運(yùn)動的條件是什么 提示 1 物體只受重力 不受阻力或所受阻力可以忽略不計 2 必須由靜止下落 即初速度v0 0 2 一張展開的紙片在空氣中從靜止開始下落能否被看做是自由落體運(yùn)動 嘗試設(shè)計能使紙片做自由落體運(yùn)動的方法 提示 紙片張開下落時受空氣阻力影響太大 故不能看成自由落體運(yùn)動 可以把紙片揉成一小團(tuán) 下落時所受空氣阻力比重力小得多 可以忽略空氣阻力的影響 所以可以看成自由落體運(yùn)動 3 思考 記錄物體自由落體運(yùn)動軌跡的方法有哪幾種 提示 記錄物體自由落體運(yùn)動軌跡的方法有紙帶法和頻閃照相法 知識歸納 1 自由落體運(yùn)動是一種理想化的運(yùn)動模型 在空中下落的物體不一定做自由落體運(yùn)動 2 物體下落過程中的運(yùn)動情況與物體的質(zhì)量無關(guān) 物體在空氣中下落的快慢不同不一定是空氣阻力作用的結(jié)果 自由落體運(yùn)動的條件 1 物體做自由落體運(yùn)動的條件是只受重力和初速度為零 2 實(shí)際上在空中下落的任何物體 均受到空氣阻力的作用 因此任何物體在空中下落時都不是嚴(yán)格的自由落體運(yùn)動 所以自由落體運(yùn)動是一種理想化的模型 3 當(dāng)物體在不太高處由靜止下落 且所受的空氣阻力與物體的重力相比可以忽略時 就可以把物體的下落看成是自由落體運(yùn)動 典例2 2011 臨沂高一檢測 雙選 對于從蘋果樹上同一高度同時落下的蘋果和樹葉 下列說法正確的是 a 蘋果和樹葉都可以看成做自由落體運(yùn)動b 蘋果可以近似地看成做自由落體運(yùn)動 樹葉不能看成做自由落體運(yùn)動c 蘋果和樹葉都不能看成做自由落體運(yùn)動d 假如地球上沒有空氣 則蘋果和樹葉將同時落地 解答此題可按以下思路分析 1 根據(jù)物體做自由落體運(yùn)動的兩個條件判斷物體是否做自由落體運(yùn)動 2 不同物體做自由落體運(yùn)動的運(yùn)動情況完全相同 規(guī)范解答 選b d 蘋果和樹葉都從靜止開始下落 下落過程中都受到重力和空氣阻力的作用 空氣阻力對蘋果的影響很小 可忽略空氣阻力的影響 故蘋果可以近似地看成做自由落體運(yùn)動 空氣阻力對樹葉的影響大 故樹葉的運(yùn)動不能看成自由落體運(yùn)動 故b正確 a c錯誤 假如地球上沒有空氣 蘋果和樹葉都做自由落體運(yùn)動 蘋果和樹葉的運(yùn)動情況相同 故蘋果和樹葉將同時落地 d正確 變式備選 大氣層是我們地球生命賴以生存的屏障 每天都有很多小隕石落入地球大氣層中 但當(dāng)它們進(jìn)入大氣層后 由于空氣的摩擦生熱 絕大部分小隕石還沒有到達(dá)地面便已經(jīng)被燒毀 現(xiàn)在人類向天空發(fā)射的飛行器 衛(wèi)星等 當(dāng)超過一定使用年限后 也讓它們進(jìn)入大氣層燒毀 那么小隕石等進(jìn)入大氣層后的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動嗎 解析 因?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動的條件之一是只受重力作用 而小隕石等進(jìn)入大氣層后的運(yùn)動速度很大 受空氣阻力很大 故不能看做自由落體運(yùn)動 典例3 雙選 如圖為利用打點(diǎn)計時器記錄自由落體運(yùn)動的過程得到的一條紙帶 其中o為靜止點(diǎn) 用s1 s2 s3 表示各點(diǎn)到o點(diǎn)的距離 由圖可知 下列結(jié)論正確的是 a 重物的速度沒有變化b 位移隨時間均勻增加c 在誤差范圍內(nèi) s2 s1 s1 s3 s2 s2 s1 s4 s3 s3 s2 s5 s4 s4 s3 d 在誤差范圍內(nèi)s2 22s1 s3 32s1 s4 42s1 s5 52s1 即sn n2s1 n 1 2 3 思路點(diǎn)撥 求解此題時可按以下思路分析 1 從紙帶上求得打點(diǎn)計時器打出的相鄰點(diǎn)間的距離 判斷重物位移的變化情況 2 將紙帶上的數(shù)據(jù)代入sn n2s1 判斷sn n2s1的正確性 規(guī)范解答 選c d 由紙帶上的數(shù)據(jù)可得s2 s1 5 8mm s3 s2 9 6mm s4 s3 13 4mm s5 s4 17 3mm 重物在相等時間內(nèi)的位移越來越大 重物做加速運(yùn)動 位移隨時間增加得越來越多 故a b錯誤 s2 s1 s1 3 9mm s3 s2 s2 s1 3 8mm s4 s3 s3 s2 3 8mm s5 s4 s4 s3 3 9mm 在誤差允許范圍內(nèi)相等 故c正確 22s1 7 6mms2 32s1 17 1mms3 42s1 30 4mms4 52s1 47 5mms5 即sn n2s1 d項(xiàng)正確 1 根據(jù)亞里士多德的理論 a 質(zhì)量越大的物體在空中下落得越快b 質(zhì)量越小的物體在空中下落得越快c 不論物體質(zhì)量大小 在空中下落得一樣快d 物體從空中下落的快慢與質(zhì)量無關(guān) 解析 選a 亞里士多德的觀點(diǎn)是重的物體比輕的物體下落得快 即物體越重 下落得越快 故a正確 2 一個鐵釘和一團(tuán)棉花同時從同一高處下落 總是鐵釘先落地 這是因?yàn)?a 鐵釘比棉花團(tuán)重b 棉花團(tuán)受到的空氣阻力比鐵釘受到的空氣阻力大得多c 鐵釘不受空氣阻力d 鐵釘?shù)拿芏缺让藁▓F(tuán)的大 解析 選b 鐵釘和棉花團(tuán)在空氣中下落 棉花團(tuán)所受空氣阻力比鐵釘受空氣阻力大得多 因此 鐵釘總是先落地 故b正確 3 甲 乙兩物體的質(zhì)量之比為1 4 不考慮空氣的阻力作用 它們在同一高度處同時下落 則下面說法正確的是 a 甲比乙先著地b 乙比甲先著地c 甲和乙同時落地d 甲比乙的加速度大 解析 選c 不考慮空氣阻力作用時 物體下落過程中的運(yùn)動情況與物體所受重力無關(guān) 即與物體的質(zhì)量無關(guān) 故甲 乙兩物體同時開始下落 同時著地 加速度相同 故c正確 4 雙選 下列運(yùn)動可視為自由落體運(yùn)動的是 a 一團(tuán)棉花在月球表面自由下落b 一個小鋼球在月球表面自由下落c 一張紙片在地球表面自由下落d 一片樹葉在地球表面自由下落 解析 選a b 月球表面是真空 在月球上棉花 鋼球只受重力作用 而地球表面有空氣 紙片 樹葉受到的空氣阻力較大 所以只有選項(xiàng)a b是自由落體運(yùn)動 5 2011 福州高一檢測 同一地點(diǎn)的兩個物體從同一高度同時開始做自由落體運(yùn)動 那么 a 密度大的物體先到達(dá)地面b 體積大的物體先到達(dá)地面c 質(zhì)量大的物體先到達(dá)地面d 兩個物體同時到達(dá)地面 解析 選d 從同一地點(diǎn) 同一高度同時開始做自由落體運(yùn)動的兩個物體 運(yùn)動情況完全相同 故兩個物體同時到達(dá)地面 與物體的密度 體積 質(zhì)量均無關(guān) 選項(xiàng)a b c錯誤 d正確 6 踢毽子是我國民間的一項(xiàng)體育游戲 被人們譽(yù)為 生命的蝴蝶 近年來 踢毽子成為全民健身的活動之一 毽子由羽毛和銅錢組成 在下落時總是銅錢在下羽毛在上 如圖所示 對此分析正確的是 a 銅錢重 所以總是銅錢在下羽毛在上b 如果沒有空氣阻力 也總是出現(xiàn)銅錢在下羽毛在上的現(xiàn)象c 因?yàn)榭諝庾枇Φ拇嬖?所以總是銅錢在下羽毛在上d 毽子的自由下落是自由落體運(yùn)動 解析 選c 羽毛受到的空氣阻力與自身重力相差不多 對運(yùn)動的影響很大 而羽毛又和銅錢具有相同的運(yùn)動情況 故羽毛要受銅錢較大的拖動作用 即羽毛的運(yùn)動主要是靠銅錢的帶動 所以毽子下落時總是銅錢在下面拉著羽毛 銅錢重不是根本原因a錯 c對 如沒有空氣阻力 銅錢和羽毛的相對位置是隨機(jī)的 b錯 由上述分析可知空氣阻力不能忽略 毽子不是做自由落體運(yùn)動 故d錯 一 選擇題 本題共6小題 每小題5分 共30分 1 雙選 下列運(yùn)動可看做是自由落體運(yùn)動的是 a 從行駛的火車車頂部下落水滴的運(yùn)動 以地面為參考系 b 打開降落傘的跳傘運(yùn)動員在空中下落的運(yùn)動c 在真空中由靜止下落的紙片d 在月球上由靜止釋放的小球 解析 選c d 若以地為參考系 水滴在下落時隨火車一起向前運(yùn)動 具有水平方向的初速度 即初狀態(tài)不是靜止的 不是自由落體運(yùn)動 a錯 由于降落傘的表面積比較大 受空氣阻力較大 與重力相比不能忽略 所以跳傘運(yùn)動員的下落運(yùn)動不能視為自由落體運(yùn)動 b錯 在真空中由靜止下落的紙片 盡管重力小 但不受空氣阻力 仍做自由落體運(yùn)動 在月球上由靜止釋放的小球 盡管所受重力比地球小 但仍然只受重力 做自由落體運(yùn)動 c d正確 2 一位同學(xué)在探究影響落體運(yùn)動的因素時 設(shè)計了如下四個實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 1 讓一張紙片和一枚硬幣同時從同一高度落下實(shí)驗(yàn) 2 讓兩張相同紙片 一張揉成紙團(tuán) 一張攤開 同時從同一高度落下實(shí)驗(yàn) 3 讓小紙團(tuán)與硬幣同時從同一高度落下實(shí)驗(yàn) 4 在抽成真空的玻璃管中 讓小紙片 小紙團(tuán) 小硬幣同時從同一高度落下對上述四個試驗(yàn) 下列說法正確的是 a 1 中紙片與硬幣同時落地b 2 中兩者同時落地c 3 中硬幣先著地d 4 中三者同時落地 解析 選d 1 中硬幣先落地 a錯誤 2 中紙團(tuán)先落地 b錯誤 3 中小紙團(tuán)與硬幣同時落地 c錯誤 4 中沒有空氣阻力 小紙片 小紙團(tuán) 小硬幣只受重力作用 同時落地 d正確 3 2011 南通高一檢測 19世紀(jì)末 意大利比薩大學(xué)的年輕學(xué)者伽利略通過邏輯推理的方法 使亞里士多德統(tǒng)治人們2000多年的理論陷入困難 伽利略的猜想是 a 重的物體下落得快b 輕的物體下落得快c 輕 重兩物體下落得一樣快d 以上都不是 解析 選c 伽利略對落體現(xiàn)象進(jìn)行研究后 得出一個與亞里士多德不同的結(jié)論 物體下落過程中的運(yùn)動情況與物體的質(zhì)量無關(guān) 即輕 重兩物體下落得一樣快 故選項(xiàng)c正確 a b d錯誤 4 雙選 在忽略空氣阻力的情況下 讓石塊和木塊從同一高度同時從靜止開始下落 下列說法中正確的是 a 重的石塊先著地b 輕的木塊先著地c 在著地前的任一時刻 二者具有相同的速度 相同的位移d 二者在下落這段時間內(nèi)的平均速度相等 解析 選c d 在忽略空氣阻力的情況下 物體做自由落體運(yùn)動 快慢程度與質(zhì)量無關(guān) 運(yùn)動情況是一樣的 所以a b錯 c d對 5 將甲 乙兩質(zhì)量相同的物體從同一高度由靜止釋放 空氣阻力不能忽略 則 a 甲一定先落地b 乙一定先落地c 甲可能先落地d 一定同時落地 解析 選c 因?yàn)閮烧咚艿目諝庾枇Φ挠绊懗潭炔淮_定 所以不能確定落地的先后順序 所以c正確 6 在探究重物做自由落體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中 下列說法正確的是 a 電火花計時器所用交流電的電壓在10v以下b 開始釋放重物時 讓其靠近打點(diǎn)計時器 沒有意義c 實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先放開紙帶 再打開電源d 紙帶上記錄了重物下落的時間和位移 解析 選d 電火花計時器所用交流電壓為220v 故a錯 為充分利用紙帶打點(diǎn) 開始時重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器 b項(xiàng)錯誤 實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源再釋放紙帶 c錯誤 紙帶上記錄了重物下落的時間及位移 d項(xiàng)正確 規(guī)律方法 探究重物做自由落體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題1 安裝實(shí)驗(yàn)裝置時一定使打點(diǎn)計時器的兩限位孔在同一豎直線上 2 由于紙帶上記錄的點(diǎn)是重物由靜止開始運(yùn)動的 實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源 再放開紙帶 3 開始釋放紙帶時 應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計時器 4 選擇一條理想的紙帶 是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰 5 不要分段測量各段位移 應(yīng)盡可能地一次測量完畢 讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位 二 非選擇題 本題共2小題 共20分 要有必要的文字?jǐn)⑹?7 10分 伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)和加速度實(shí)驗(yàn)均被選為最完美的實(shí)驗(yàn) 在加速度實(shí)驗(yàn)中 伽利略將光滑