20xx滬科版高中物理必修一第2章伽利略對落體運動的研究自由落體運動的規(guī)律word學(xué)案-文庫吧資料
2024-12-06 16:43本頁面
【正文】 t 23＝ ? ＝常數(shù)． 圖 1 如果不斷 加大 斜面的傾角，小球?qū)τ诿恳粋€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，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動時，其速度隨時間 均勻增加 ，即 v∝ t. 3．伽利略的科學(xué)方法 (1)伽利略對落體運動的研究思路 問題 ― → 猜想 ― → 數(shù)學(xué)推理 ― → 實驗 驗證 ― → 合理外推 ― → 得出結(jié)論 (2)科學(xué)思想方法的核心：把 實驗 和邏輯推理結(jié)合起來． 二、自由落體運動的規(guī)律 1．自由落體運動：物體只在 重力 作用下從 靜止 開始下落的運動． 2．自由落體運動的加速度：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．自由落體運動的規(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 、自由落體運動 [問題設(shè)計 ] 1．在空氣中，將一張紙片和一石塊從同一高度同時釋放，哪個下落得快？若把這張紙片團緊成一團，再與石塊從同一高度釋放，情況會怎樣？ 答案 石塊下落得快；紙團和石塊幾乎同時著地． 2．錢毛管實驗：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，讓所有物體同時下落．看到什么現(xiàn)象？說明什么問題？ 答案 下落快慢相同．在沒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)量無關(guān)． [要點提煉 ] 1．物體做自由落體運動的條件： (1)只受 重力 ； (2)初速度 v0＝ 0. 2．在實際中，物體下落時由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運動，只有當空氣阻力遠小于 重力時，物體由靜止開始的下落才可看做自由落體運動． 3．自由落體運動的實質(zhì)：自由落體運動是初速度為 零 、加速度為 g的 勻加速 直線運動，它只是勻變速直線運動的特例． 二、自由落體速度 [問題設(shè)計 ] 伽利略的實驗告訴我們，自由落體運動是勻加速直線運動，若已知自由落體的加速度為 g，你能推導(dǎo)做自由落體運動的物體在任意時刻速度的表達式嗎？ 答案 根據(jù)加速度的定義式， a＝ vt－ v0t 得 vt＝ v0＋ at，由于自由落體運動的初速度為 0，加速度為 g，所以有 vt＝ gt. [要點提煉 ] 1．自由落體運動的速度公式 vt＝ gt. 2．自由落體運動的 v－ t圖像是一條過原點的傾斜直線，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 [問題設(shè)計 ] 1．勻速直線運動的位移與速度圖像和坐標軸所包圍的面積有什么關(guān)系？ 答案 相等． 2．自由落體運動 v－ t圖線下方三角形的面積與物體在時間 t內(nèi)的位移有什么關(guān)系？運用了哪些思想方法？ 答案 相等． 思想方法： (1)t 分割成許多很小的時間間隔 Δ t—— 微元； (2)Δ t 內(nèi)是簡單的勻速直線運動 —— 簡化； (3)所有 Δ t內(nèi)的位移之和即總位移 —— 求和； (4)當時間間隔無限減小 (Δ t→0)時，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動的位移 —— 極限． 3．用 “ 面積法 ” 求出自由落體運動在 t時間內(nèi)的位移． 答案 h＝ 12vtt＝ 12gt2. [要點提煉 ] 1．自由落體運動在 t時間內(nèi)的位移公式 h＝ 12gt2. 2． v－ t圖像與 t軸所包圍的面積對 應(yīng)著物體在 t時間內(nèi)的 位移． 這個結(jié)論不僅適用于勻速運動、 自由落體 運動，也適用于任何形式的運動． [延伸思考 ] 根據(jù)自由落體運動的速度公式 vt＝ gt 和位移公式 h＝ 12gt2，消去時間 t，得出什么關(guān)系？ 答案 根據(jù) vt＝ gt得： t＝ vtg， 代入 h＝ 12gt2得： h＝ 12g(vtg)2＝ v 2t2g 即 v 2t ＝ 2gh. 四、實驗探究：測定重力加速度的大 小 [問題設(shè)計 ] 利用如圖 3所示的實驗裝置測定重力加速度．用手捏住紙帶上端把紙帶拉成豎直狀態(tài)，并使重物停在靠近打點計時器處．先接通電源，再松開紙帶讓重物自由下落，打點計時器在紙帶上打下一系列的點． 如何根據(jù)打上點的紙帶求出重物的重力加速
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