20xx滬科版高中物理必修一第2章伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律word學(xué)案(已修改)
2024-12-14 16:43 本頁(yè)面
【正文】 學(xué)案 1 伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究 學(xué)案 2 自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] ，感悟科學(xué)探究的過(guò)程 .物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件，知道重力加速度的大小和方向 .，會(huì)測(cè)定自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度 .． 一、伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究 1．亞里士多德的觀點(diǎn)：重的物體比輕的物體下落得 快． 2．伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究 (1)伽利略的邏輯結(jié)果：重物與輕物 下落得 一樣快． (2)伽利略的猜想：下落物體的速度隨著時(shí)間 均勻增加 ，即 v∝ t. (3)伽利略的數(shù)學(xué)推理結(jié)果：從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)的位移一定與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方成 正比 ，即 s∝ t2. (4)伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)：因?yàn)槲矬w實(shí)際下落太快，伽利略設(shè)計(jì)了 “ 沖淡重力 ” 的斜面實(shí)驗(yàn)，這樣就減緩了物體下落速度．如圖 1所示，讓小球從斜面上不同位置滾下，觀測(cè)到小球多次從不同起點(diǎn)滾下的位移和所用時(shí)間的平方的比值 st2總是 保持不變 ，即有 s1t 21＝ s2t 22＝ s3t 23＝ ? ＝常數(shù)． 圖 1 如果不斷 加大 斜面的傾角，小球?qū)τ诿恳粋€(gè)特定的傾角的斜面，上述比例關(guān)系仍然成立，只是常數(shù)隨斜面傾角的增大而 增大． 伽利略合理外推至傾角為 90176。 ，即物體自由下落時(shí)，其比值也 保持不變 ，即 s∝ t2. (5)伽利略的結(jié)論：物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度隨時(shí)間 均勻增加 ，即 v∝ t. 3．伽利略的科學(xué)方法 (1)伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究思路 問(wèn)題 ― → 猜想 ― → 數(shù)學(xué)推理 ― → 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證 ― → 合理外推 ― → 得出結(jié)論 (2)科學(xué)思想方法的核心：把 實(shí)驗(yàn) 和邏輯推理結(jié)合起來(lái)． 二、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 1．自由落體運(yùn)動(dòng)：物體只在 重力 作用下從 靜止 開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)． 2．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度：自由落體的加速度也叫 重力加速度 ，用 g 表示，它的大小約為 m/s2，方向 豎直向下． 3．自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 (1)速度公式： vt＝ gt (2)位移公式： h＝ 12gt2 (3)速度與位移的關(guān)系 v 2t ＝ 2gh 一 、自由落體運(yùn)動(dòng) [問(wèn)題設(shè)計(jì) ] 1．在空氣中，將一張紙片和一石塊從同一高度同時(shí)釋放，哪個(gè)下落得快？若把這張紙片團(tuán)緊成一團(tuán)，再與石塊從同一高度釋放，情況會(huì)怎樣？ 答案 石塊下落得快；紙團(tuán)和石塊幾乎同時(shí)著地． 2．錢(qián)毛管實(shí)驗(yàn)：玻璃管中有羽毛、小軟木片、小鐵片 ?? 玻璃管中抽成了真空，將物體聚于一端，再將玻璃管倒立，讓所有物體同時(shí)下落．看到什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么問(wèn)題？ 答案 下落快慢相同．在沒(méi)有空氣阻力影響的情況下，所有物體下落快慢是相同的，與質(zhì)量無(wú)關(guān)． [要點(diǎn)提煉 ] 1．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件： (1)只受 重力 ； (2)初速度 v0＝ 0. 2．在實(shí)際中，物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于 重力時(shí)，物體由靜止開(kāi)始的下落才可看做自由落體運(yùn)動(dòng)． 3．自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為 零 、加速度為 g的 勻加速 直線運(yùn)動(dòng)，它只是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例． 二、自由落體速度 [問(wèn)題設(shè)計(jì) ] 伽利略的實(shí)驗(yàn)告訴我們，自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若已知自由落體的加速度為 g，你能推導(dǎo)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻速度的表達(dá)式嗎？ 答案 根據(jù)加速度的定義式， a＝ vt－ v0t 得 vt＝ v0＋ at，由于自由落體運(yùn)動(dòng)的初速度為 0，加速度為 g，所以有 vt＝ gt. [要點(diǎn)提煉 ] 1．自由落體運(yùn)動(dòng)的速度公式 vt＝ gt. 2．自由落體運(yùn)動(dòng)的 v－ t圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖 2所示，其斜率表示 重力加速度． 圖 2 三、自由落體的位移 [問(wèn)題設(shè)計(jì) ] 1．勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度圖像和坐標(biāo)軸所包圍的面積有什么關(guān)系？ 答案 相等． 2．自由落體運(yùn)動(dòng) v－ t圖線下方三角形的面積與物體在時(shí)間 t內(nèi)的位移有什么關(guān)系？運(yùn)用了哪些思想方法？ 答案 相等． 思想方法： (1)t 分割成許多很小的時(shí)間間隔 Δ t—— 微元； (2)Δ t 內(nèi)是簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng) —— 簡(jiǎn)化； (3)所有 Δ t內(nèi)的位移之和即總位移 —— 求和； (4)當(dāng)時(shí)間間隔無(wú)限減小 (Δ t→0)時(shí)，平行于 t軸的折線就趨近于物體的速度圖線，則速度圖線與 t軸包圍的面積為自由落體運(yùn)動(dòng)的位移 —— 極限． 3．用
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