2011-2012学年高一物理必修一第二章匀变速直线运动的研究学案(5份)-人教课标版3(优秀资料).doc

学年高一物理必修（人教版）同步练习

第二章第五、六节

一.教学内容：

第五节自由落体运动

第六节伽利略对自由落体运动的研究

二.知识要点：

理解什么是自由落体运动，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，知道自由落体运动的加速度的大小和方向，掌握自由落体运动规律。了解伽利略如何应用逻辑分析方法，合理猜想、科学论证，大胆实践验证自由落体运动规律。

三.重点、难点解析：

.自由落体运动规律的发现

落体现象一直是引起物理学家们思考的现象，在伽利略之前，世纪的艾伯特认为下落物体的速度与下落的距离成正比。另一位世纪的学者，·奥雷姆根据对各种运动的数学研究，提出下落物体的速率与下落的时间成正比，下落的距离与下落时间的平方成正比。世纪，·达芬奇提出在连续相等的时间间隔内下落物体的距离比为:……公元前世纪，古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德（）根据与我们类似的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落得快。亚里士多德的论断流传了近年，直到世纪，亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动，已有了速度的概念。伽利略发现了等加速直线运动中，距离与时间二次方成正比的规律，建立了加速度的概念。

伽利略对问题的研究比较全面，先是通过观察现象，提出假设，运用逻辑和数学推理得出推论，再通过实验对推论进行检验（这是其他物理家在研究同一问题上缺少的关键环节），并对假说进行修正和推广。

他最先研究了惯性运动和落体运动的规律，为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路。他倡导实验和理论计算相结合，用实验检验理论的推导。这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义。

伽利略运用推理方法，使亚里士多德的结论陷入矛盾中；运用理想模型，猜想落体运动的规律；运用数学方法，推导自由落体运动的数学表达式以及可以直接测定的物理量之间的函数关系；运用实验方法，对自由落体运动定律进行实验验证。（详情见课后资料）

假设一速度与位移成正比，

假设二速度与时间成正比，

若速度与位移成正比，

速度—距离图象的斜率有何意义？

若速度与时间成正比，

伽利略斜面实验，铜壶漏滴计时，测量铜球在斜面上的运动。

等末速度法：物体从相同的位置经不同的路途落于同一高度，终了速度大小相等。

如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。

.自由落体运动特点：初速度为，只受重力。（空气阻力很小时，也可把空气阻力忽略）

基本规律（公式）

①

②

③

④

⑤，是一个常量取，粗略计算取

.自由落体运动是匀变速直线运动的一个特例。匀变速直线运动的研究方法，对自由落体运动都适用。匀变速直线运动的解题方法同样适用于自由落体运动。

.第二章知识网络

【典型例题】

[例]某物体做自由落体运动，把下落总高度分为三段，从起点计时通过三段的时间之比为则三段高度之比为（）

....

解：设物体从落到见下图。

自由落体

∴

∴

∴选

[例]为了求塔身高度，从塔顶自由落下一石块，如果忽略空气对石块的影响，除了需要知道重力加速度外，还需下列哪一条件即可（）

.落地时的速度 .第末和第末速度

.最初的位移 .最后的位移

答：

解析：对项，＝可算出塔高，对；对项，＝×，＝×，算不出塔高，不对；对项，＝，也算不出塔高，不对；对项，＝，—＝，其中为塔高，为总时间，为最后内位移，联立两式可算出塔高来，对。

[例]如下图所示，长1.8m的轻绳悬挂一个质量为的小球，绳的另一端系在离地面高的天花板上，现将球送至天花板让其自由落下，下落到点将绳绷断后球落地，球下落的全部时间为。求：绳断裂时小球的速度突变成多少?（不计绳伸长及拉断时作用时间，且＝／）

答案：

解析：物体落至点时间＝＝，则下面一段所用时间也为＝—＝，于是对下段有1.8m＝××，解出＝。

[例]一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空，假设探测器的质量恒为1500kg，发动机的推力为恒力，宇宙探测器升空到某一高度，发动机突然关闭，图表示其速度随时间的变化规律。

（）升高后，，，即在图线上、、三点探测器的情况如何?

（）求探测器在行星表面达到的最大高度?

解析：

（）末速度最大；紧接着速度减小，说明没有了上升的动力，是发动机关闭。末速度为零；末位移为零，落地，且速度为80m

（）末速度为零达到最高点，位移数值等于Δ的面积，数值为800m。

【模拟试题一】（答题时间：分钟）

.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标，从此时开始，甲车做匀速直线运动，乙车先加速后减速，丙车先减速后加速，它们经过下一路标时速度相同，则哪辆车先通过下一路标（）

.甲.乙.丙.三车同时

.一人从塔顶无初速地释放一个小铁球，已知小球在最后内通过的位移是全部位移的／，求塔高