高中物理必修第一册人教版2.4 自由落体运动 导学案

2.6伽利略对自由落体运动的研究竖直上抛运动【学习目标】1.了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法；2.能够合理设计实验，并将实验数据用图线法处理。3.学会解决竖直上抛运动问题【创设问题情景】1、历史的错误：关于下落物体快慢阅读教材第一段，提出问题：为什么会有错误的认识呢？2、伽利略的逻辑推理阅读教材第三、四段，提出问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的？3、猜想与假说阅读教材“猜想与假说”部分，提出问题：伽利略在研究落体运动过程中遇到了哪些困难？面对这些困难，伽利略是怎样做的？他作出了大胆的科学猜想，猜想的内容是什么？科学的猜想，或者叫假说，这是对事物认识的模型，是对事物认识的基础，是建立概念描述规律的前提。4、实验验证伽利略在实验过程中遇到了怎样的困难，他又是怎样克服的？为什么说，伽利略把他的结论外推到90°需要很大勇气？ 实验验证是检验理论正确与否的唯一标准。任何结论和猜想都必须经过实验验证，否则不成理论。猜想或假说只有通过验证才会成为理论。所谓实验验证就是任何人，在理论条件下去操作都能到得实验结果，它具有任意性，但不是无条件的，实验是在一定条件下的验证，而与实际有区别。5、科学的方法物理学的研究很注重方法，物理学习也要注意方法，所谓科学方法包括以下几点：对现象一般观察一提出猜想－运用逻辑推理一实验对推理验证一对猜想进行修证（补充）－推广应用。【学习任务】一、伽利略的科学方法。①问题的提出。②提出假设，逻辑推理。③利用数学和逻辑进行推理，然后实验验证。④对假说进行修正和推广。二、根据前面学过的知识完成竖直上抛运动相关问题：1、定义：2、运动性质：初速度为v0，加速度为－g的运动。3、处理方法：⑴将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理。上升阶段为初速度为v0，加速度为－g的运动，下降阶段为。要注意两个阶段运动的对称性。⑵将竖直上抛运动全过程视为的运动4、两个推论：①上升的最大高度②上升最大高度所需的时间 5、特殊规律：由于下落过程是上升过程的逆过程，所以物体在通过同一段高度位置时，上升速度与下落速度大小，物体在通过同一段高度过程中，上升时间与下落时间。【补充学习材料】1、竖直上抛一物体，初速度为30m/s，求：上升的最大高度；上升段时间，物体在2s末、4s末、6s末的高度及速度。（g=10m/s2）2、某人站在高层楼房的阳台外用20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,则石块运动到离抛出点15m处所经历的时间是多少?(不计空气阻力,取g=10m/s2)3、A球由塔顶自由落下,当落下am时,B球自距塔顶bm处开始自由落下,两球恰好同时落地,求塔高。4 ．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图2－5、6－2所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是()图2－5、6－2A．其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显5、关于竖直上抛运动，下列说法正确的是（）A上升过程是减速过程，加速度越来越小；下降过程是加速运动，加速度越来越大B上升时加速度小于下降时加速度C在最高点速度为零，加速度也为零D无论在上升过程、下落过程、最高点，物体的加速度都为g6、将物体竖直向上抛出后，在下图中能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是（）7、物体做竖直上抛运动后又落回原出发点的过程中，下列说法正确的是（）A、上升过程中，加速度方向向上，速度方向向上B、下落过程中，加速度方向向下，速度方向向下C、在最高点，加速度大小为零，速度大小为零D、到最高点后，加速度方向不变，速度方向改变8、从高处释放一粒小石子,经过0.5s,从同一地点再释放一粒小石子,在两石子落地前,它们之间的距离()A.保持不变B.不断减小 C.不断增大D.根据两石子的质量的大小来决定9、某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆.据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g取10m/s2)()A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s10、以初速度40m/s竖直上抛一物体，经过多长时间它恰好位于抛出点上方60m处（不计空气阻力，g取10m/s2）？11、一个物体从H高处自由落下，经过最后196m所用的时间是4s，求物体下落H高度所用的总时间T和高度H是多少？取g=9.8m／s2，空气阻力不计．12、气球下挂一重物，以v0=10m／s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？空气阻力不计，取g=10m／s2．13、一根矩形杆的长1.45m,从某一高处作自由落体运动,在下落过程中矩形杆通过一个2m高的窗口用时0.3s.则矩形杆的下端的初始位置到窗台的高度差为多少?(g取10m/s2,窗口到地面的高度大于矩形杆的长)14．气球以10m／s的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气球便以加速度α=0.1m／s2向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少?g=10m／s2．