高一人教版物理必修一同步學案第2章《伽利略對自由落體運動的研究》

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111 第01講： 伽利略對自由落體運動的研究 輔導科目 物理 年級 新高一 授課教師 班型 授課時間 備課時間 教 學 目 標 1. 了解伽利略對自由落體運動的研究思路和方法； 2. 能夠合理設計實驗，并將實驗數(shù)據(jù)用圖線法處理。 重、 難 考 點 1. 當無法驗證自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動時，如何引導學生巧妙設計斜 面實驗間接驗證； 2. 引導學生在實驗過程中怎樣進行合理猜想、數(shù)學推理、合理外推等重要方法。 教學內容 1.什么是豎直上拋運動 將物體用一定的初速度沿豎直方向向上拋出去，物體在只受重力作用下所做的運動叫做豎直上拋運動。 2.豎直上拋運動的兩種分析方法 速度公式:， 位移公式:， 速度—位移關系式:， 用平均速度求位移的公式:。 上述公式中的t是從拋出時刻開始計時的，x是運動物體對拋出點的位移。 3.豎直上拋運動的幾個具體問題 （1）物體上升的時間 （2）上升的最大高度 （3）物體下落的時間 (4) 落地速度 例1、伽利略以前的學者認為，物體越重，下落越快。伽利略等一些物理學家否定了這種看法。 （1）在一高塔頂端同時釋放一片羽毛和一個玻璃球，玻璃球先于羽毛到達地面，這主要是因為（ ） A. 它們的質量不等 B. 它們的密度不等 C. 它們的材料不同 D. 它們所受的空氣阻力不等 （2）在此塔頂端同時釋放大小相等的實心鐵球和空心鐵球，下列說法中正確的是（ ） ① 它們受到的空氣阻力不等 ② 它們的加速度相等 ③ 它們落地的速度不等 ④ 它們下落的時間相等 A. ①③ B. ②④ C. 只有② D. 只有③ 例2、滴水法測重力加速度的過程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里，調整水龍頭，讓 前一滴水滴到盤子而聽到聲音時，后一滴恰好離開水龍頭。從第1次聽到水擊盤聲時開始計時，測出n次 聽到水擊盤聲的總時間為t，用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為h，即可算出重力加速度。設人耳能區(qū) 別兩個聲音的時間間隔為0.1s，聲速為340m/s，則（ ） A. 水龍頭距人耳的距離至少為34m B. 水龍頭距盤子的距離至少為34m C. 重力加速度的計算式為 D. 重力加速度的計算式為 例3、在15m高的塔上以4m/s的初速度豎直上拋一個石子，求經(jīng)過2s后石子離地面的高度。（g取10m/s2） 例4、由地面豎直上拋一個物體，通過樓房上1.55m高的窗戶，需要0.1s；當物體下落時，由下窗沿落到地面的時間為0.2s。求物體上升的最大高度。（g取10m/s2） 1． 在物理學的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學家首先建立了平均速度、瞬時速度和加速度等概念用來描述物體的 運動．并首先采用了實驗檢驗猜想和假設的科學方法，把實驗和邏輯推理和諧地結合起來，從而有力地推進 了人類科學的發(fā)展……………………………………( ) A．亞里士多穗 B.伽利略 C.牛頓 D．愛因斯坦 2． (多選）紅孩同學搖動蘋果樹，從同一高度一個蘋果和一片樹葉同時從靜止直接落向地面，蘋果：先著地，下 面說法中正確的是………………………………………( ) A.蘋果和樹葉做的都是自由落體運動 B.蘋果和樹葉的運動都不能看成自由落體運動 C.蘋果的運動可看成自由落體運動，樹葉的運動不能看成自由落體運動 D．假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉會同時落地 3． 甲同學看到乙同學從10層樓的樓頂同時由靜止釋放兩個看上去完全相同的鐵球，結果甲同學看到兩球不是同 時落地的．他分析了兩球未能同時落地的原因．你認為他的下列分析哪些是正確 的……………………………………………………( ) A.兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力小 B.兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力大 C.兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是實心球，重力遠大于阻力 D.兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是空心球，阻力與重力比．差別較小 4. 實驗室備有下列儀器： A. 長度為1m、最小刻度為毫米的刻度尺； B. 長度為1m、最小刻度為分米的刻度尺； C. 秒表； D. 打點計時器； E. 低壓交流電源（50Hz） F. 低壓直流電源 G. 天平。 為了測量重錘下落的加速度的數(shù)值，上述儀器中必須有的是 （填字母代號），實驗是通過研 究重錘做 運動來測量重錘下落加速度的。 把重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點計時器，當重錘自由下落時，打點計時器在紙帶上打出一系列的點。 取連續(xù)清晰的7個點，用刻度尺測出第2、3、4、5、6、7各點與第1點的距離d如下表所示： 點的次序 1 2 3 4 5 6 7 距離 d/cm 0 6.0 12.5 19.3 26.5 34.1 42.1 請用這些數(shù)據(jù)求出重力加速度的測量值。 1.以下對物體做自由落體運動的說法中正確的是哪些? ( ) A．物體開始下落時，速度為零，加速度也為零。 B．物體下落過程中速度增加，加速度保持不變 C．物體下落過程中，速度和加速度同時增大 D．物體下落過程中，速度的變化率是個恒量 2.甲、乙兩球從同一高度處相隔 1秒先后自由下落，則在下落過程中（ ） A．兩球速度差始終不變 B．兩球速度差越來越大 C．兩球距離始終不變 D．兩球距離越來越大 3. 高空作業(yè)的電業(yè)工人，在操作過程中，不慎將一螺母脫落. 經(jīng)2s螺母落地，取g=10m/s2，求： （1）螺母脫落處距地面的高度； （2）螺母落地時的速度大小. 4. 一物體從某一高度自由下落，經(jīng)過一高度為2m的窗戶用時間0.4s，g取10 m/s2。則物體開始下落時的位置距窗 戶上沿的高度是多少？ 1、 一種實驗器材叫做光電門，它可以測出某物體經(jīng)過光電門所用的時間，如果知道物體的寬度，就可以求出這 一小段過程的平均速度。你能用這種器材設計出研究自由落體運動的實驗嗎？ 111