2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 导学案

自主学习导学案（第一课时）§2.6《伽利略对自由落体运动的研究》使用时间：年月日班级学号姓名【学习目标】1.明确伽利略对自由落体运动的研究方法。2.领会伽利略的科学思想。【学习重点】让学生了解抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法。【学习难点】使学生体会“观察现象实验探索提出问题讨论问题解决问题”的科学探究方式【学法指导】1、了解亚里士多德和伽利略的不同观点2、掌握探索真理的方法是先猜想与假说，然后用实验验证【课前导学】1.延绵两千年的错误，亚里士多德的观点是2.匀变速运动，速度应该是均匀变化的”观点，这种方法在科学研究中叫3.伽利略科学思想方法的核心是4.伽利略探究物体下落规律的过程是【课堂导学】知识点一：问题的发现问题1、绵延两千年的错误亚里士多德根据平常观察到的落体现象得出了结论：—的物体比—的物体下落得快，这一结论在其后两千年的时间里，被人们奉为经典。问题2、伽利略利用逻辑推理的方法对亚里士多德的论断进行了推断，得出了的结论，使亚里士多徳的理论陷入了困境。知识点二：伽利略的猜想与假说问题3、运动性质的猜想与假设，伽利略认为，自由落体运动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的，由此，他提出了自由落体运动是运动的假说。知识点三：理想斜面实验问题4、如果速度随时间的变化时均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移X与运动 所用的时间t的平方成问题5、让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移X和所用的时间t.（1）、斜而一定时，判断X正比t2是否成立。（2）、改变小球的,判断X正比t2是否成立。（3）、将斜面倾角外推到。二90°时的情况一一小球自由下落，认为小球仍会做运动，从而得到了落体运动的规律。【课堂强化】强化训练1>一座高6m的水塔顶端渗水，每隔一定时I'可有一个水滴落下，当第5滴离开水塔顶端时，第1滴水正好落到地面，则此时第3滴水距地面的高度为多少？强化训练2、一个物体做自由落体运动，着地时的速度是经过空中P点时速度的2倍，已知P点离地面的高度为15m,则物体着地的速度为多少?物体在空小运动的时间为多少？（不计空气阻力,g=10m/s2）.【课后巩固】1.某物体从某一较高处自由下落，第1S内的位移是m,第2s末的速度是m/s,前3s内的平均速度是m/s（g取10m/s2）o2.小球做自由落体运动，它在前ns内通过的位移与前（n+1）s内通过的位移之比是o3.一物体从高处A点自由下落，经B点到达C点，已知B点的速度是C点 速度的3/4,BC间距离是7m,则AC间距离是m（g取10m/s2）。1.一物体从高II处自由下落，当其下落/时，物体的速度恰好是着地时速度的一半，由它下落的位移尸2.关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是（）A.重的物体的g值大B.同一地点，轻重物体的g值一样大C.g值在地球上任何地方都一样大D.g值在赤道处大于在北极处3.一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落，总是铁钉先落地,这是因为（）A.铁钉比棉花团重B.铁钉比棉花团密度大C.棉花团的加速度比重力加速度小得多D.铁钉的重力加速度比棉花团的大4.甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，由下列说法正确的是（）A.甲比乙先着地B.甲比乙的加速度大C.甲、乙同时着地D.无法确定谁先着地5.自由下落的物体，自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是（）A.1/2B.1/3C・1/4D・（庞+1）:16.一个物体从20m高的地方下落，到达地面时的速度是多大?落到地面用了多长时间？（取^=10m/s2）B卷10.气球以4m/s的速度匀速竖直上升，它上升到217m高处时，一重物由气球里掉落，则重物要 经过多长吋间才能落到地血?到达地面吋的速度是多少？（不计空气阻力，g=10m/s2）o11.如图2-4-5所示，把一直杆AB自然下垂地悬挂在天花板上，放开后直杆做自由落体运动,已知直杆通过A点下方3.2m处-点Q历吋0.5s,求直杆的长度是多少？（不计空气阻力，^10m/s2）.图2-4-512.跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机离地面224m水平飞行时，运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动。运动一段时间后，立即打开降落伞，展伞后运动员以12.5m/s2的平均加速度匀减速下降。为保证运动员的安全，要求运动员落地速度最大不得超过5m/sog=10m/s2o求：（1）运动员展伞吋，离地面的高度至少为多少？着地吋相当于从多高处自由落下？（2）运动员在空中的最短时I'可为多少？【参考答案】【课前导学】1＞即物体下落速度与物体的重力大小成正比2、猜想与假设3、实验与逻辑推理的有机结合4、问题一猜想一数学推理一实验验证一合理外推【课堂导学】问题1、重、轻。问题2、重物和轻物同样快问题3、均匀变化、匀加速问题4、正比问题5、(1)倾角、(2)质量、(3)匀加速 【课堂强化】1、解：先求出滴一滴水落地用的时间t根据h=0.5gt2=6,所以t2=1.2t=l.ls(g=10m/s2)所以每一滴水之间的间隔时间t间隔=t/4=l.lA=0.275s所以第三滴水这时运行了2个时间间隔=2X0.275=0.55秒所以第三滴下落的距离=0.5XgX0.552=5X0.552所以第三滴距地面的距离二6-5X0.552二4.4875m2、解：自由落体运动:V=gt,S=l/2gt2oVp=l/2Vt,所以，tl=l/2t2,所以，Sl=l/2gtl2=]/Bgt22=3AS2,P点到地面的高度为S2-Sl=3S^4=15m,S2=20m,所以,V2二根号下(2gS2)=20m/s,t2二V刀沪2s【课后巩固】A卷：1、5,20,152^n2/(n+1)23、164、H/45、B6、C7、C8、D9、解:V2=2gh=2X10X20=400到达地面时的速度V=20m/s落到地面用的时间t=V/g=20/10=2sB卷10、解:相当于217米处以4m/s的速度竖直上抛运动s=vt+gt2/2217=-4Xt+10Xt2/2解得t=7秒即7秒落地速度二vO+gt二-4+10X7二66m/s11＞解：AB杆做自由落体运动，假设B端到C点时速度为v0,A端到C点处速度为vl,直杆通过C点的过程，相当于从v0到vl的一个匀加速直线运动，加速度为g,位移s为杆AB的长度A端到C点的时间为t,下落位移为3.2m,则0.5gt2=3. 2，解得t=0.8s所以vl=gt=8m/sB端到C点的吋间比A端早0.5s,则vO=g(t-O.5)=3m/s由vl2-v02=2as得s=(vl2-v02)/2g=2.75m所以AB杆长度为2.75m。12、解：运动员展伞时离地而的高度至少是多少(1)设展伞高度为h,速度为V0,落地速度vt=5m/s,h0=224mVt2-VO2=2ah,代入a二—12.5m/s2,得h=99m,着地时相当于从多高处自由落下(2)h,=V2/2g=52/20=1.25m相当于1.25米处自由落下运动员在空中的最短时间是多少(3)上述运动方式在空中时间最短,可求得自由落体时间tl=5s展伞后匀减速时间t2=3.6s,tmin=8.6s