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发布时间：03-24
科目：高中物理教学视频
时长：39:03
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课文： 自由落体运动
专题：
高中物理（人教版）必修 第一册《自由落体运动》优质课教学视频
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高中物理(人教版)必修 第一册《自由落体运动》优质课教学视频
00:09 老师好
00:10 朋友们好
00:11 请坐在正式上课之前
00:15 老师给大家分享一件有意思的事情
00:18 上周三我在岳家嘴公园散步的时候
00:22 发现有人在玩一种游戏
00:25 游戏的规则是这样子的
00:28 路人玩一次游戏
00:30 需要支付给摊主20元钱
00:33 如果说路人能用两根手指夹住下落的
00:38 这20元钱得摊主奖励给路人100元钱
00:43 怎么样
00:44 听起来是不是很划算
00:48 那么同学们想要不要来挑战一次
00:52 如果你能挑战成功
00:54 老师奖励你一个大礼包
01:00 我随机抽取两名同学
01:07 刘娟一位
01:14 好面对
01:15 同学们开始挑战了
01:18 手伸高一点
01:22 不能提前讲啊
01:27 好请回
01:32 好第一位同学
01:33 挑战失败
01:34 得不到我的大礼貌
01:41 请问
01:44 上述两位同学挑战均以失败告终
01:48 所以啊无缘我的大礼包
01:50 其实啊这就是一个小骗局
01:53 不管是谁上台挑战
01:55 最后都会失败
01:58 同学们想不想知道这背后的原因啊
02:04 大家学习完本节的自由落体重之后
02:07 都能揭秘这个骗局
02:09 所以在接下来的时间里面
02:11 同学们需要认真听课
02:18 在我们的实际生活当中
02:21 有许多落体现象
02:23 例如落木萧萧
02:25 寒冬飞雪
02:26 西风骤雨
02:28 悬空蹦极
02:29 这些物体下落的速度各不相同
02:32 那么我想请问同学们
02:34 第一个问题
02:36 物体下落的快慢到底与哪些因素有关
02:41 定金呃
02:42 物体下落的快慢与质量相关
02:45 越重的物体下落速度越快
02:47 越轻的物体下落的速度越慢
02:49 请坐他认为物体下落与物体的
02:54 物体下落的快慢与物体的质量有关
02:57 重的物体叫做生化物
03:00 如果把它放在2000多年以前
03:04 那么它就是和亚里士多德齐名的人物
03:08 因为他的观点与亚里士多德的观点不谋而合
03:12 亚里士多德的观点符合当时人们的认知
03:17 所以在近2000年的时间里面
03:20 人们把亚里士多德的观点奉为经典
03:23 直到十七十七世纪
03:26 一位伟大的物理学家伽利略
03:29 他首次从逻辑上证明了亚里士多德的观点
03:34 存在问题
03:35 同学们快速阅读课本
03:37 你是否能从逻辑上证明
03:40 亚里士多的观点是存在问题的
04:24 好停下来
04:25 同学们请看黑板
04:26 我们一起来看看到底逻辑上哪存在问题
04:33 首先伽利略假设亚里士多的观点中
04:38 得不体项目的更快去
04:42 假设有两个石头
04:43 一个大石头
04:44 一个小石头
04:45 大石头下落的速度是8米每秒
04:48 小石头下落的速度是4米每秒
04:50 现在我把两个石头绑一块
04:53 形成一个更大的势头
04:55 那么按照重的物体相对更快的观点
04:58 那么它下落速度就应该是大于发明了
05:04 但是还有另外一种看法
05:06 重的物体它会拖着轻的物体跑
05:09 那这样的话就会使得重的物体速度变慢
05:13 而轻的物体速度变快
05:15 也就是它的速度应该介于4米每秒到
05:18 8米每秒之间
05:20 那么同一个假设结果
05:22 我们得出来两个相互矛盾的结果
05:26 所以亚里士多的观点是存在问题的
05:30 那既然快了也不行
05:32 慢了也不行
05:33 那伽利略就认为
05:34 重的物体和轻的物体应该降落的一样快
05:40 伽利略是首次将逻辑推理与实验相结合
05:45 奠定了以后物理学的发展的基础
05:49 纸上得来终觉浅
05:51 绝知此事须躬行
05:53 接下来我们从实验的角度探究
05:56 物体下落到底与哪些因素有关
06:01 老师手上啊分别有半张纸片和一张纸片
06:04 接下来我们将这半张纸片反复对折几次
06:17 然后同一高度同时释放
06:22 同学们看到了什么实验现象
06:28 来打李湘平
06:31 具体的指令下的更快
06:33 说明亚斯多德俱乐部及下约会的管理是错误的
06:40 好接下来我们看实验二
06:46 我有一个盒子和一个小纸片同一高度同时释放
06:52 我们很容易发现盒子是先落地的
06:56 纸片是不落地的
06:58 接下来我把他俩放一块儿
07:01 把纸片放盒子里边
07:03 现在我在吃饭
07:06 那么你看到的实验现象是
07:09 这两者好像融为一体
07:11 一起下落
07:14 好同学们啊
07:15 实验进行到这里
07:17 我想请问同学们一个问题
07:20 物体在空中
07:22 他凭什么下落
07:23 神龙可能明天提车这么多
07:28 1000多
07:29 他认为物体在空中会下落
07:33 是由于物体受到的重点左右啊
07:36 这是我们初中已经学过的内容
07:39 那其实物体在下落的过程当中啊
07:43 仅仅只受重力吗
07:44 其实还有一种力
07:46 我们还没有认识到这种神秘的力是什么呢
07:50 接下来请看下一个实验
07:54 那么我找一位同学为大家来演示李宗盛
08:02 好我给你一把扇子啊
08:03 你按照我的要求来
08:05 首先你扇动扇子
08:07 你感受到没有有一种力在阻碍扇子的运动
08:14 接下来你快速扇动扇子和慢速扇动扇子
08:18 你感觉这种力有什么变化
08:24 我能够感受到扇子它运动运动越快
08:27 它受到阻力就会越大
08:29 好接下来把这个扇子这个面积弄小一点
08:35 再扇动
08:36 感受到这个力的变化没有
08:38 我能感觉到它的表面积如果越小的话
08:42 它它受到的阻力就会越小
08:43 好请回掌声鼓励啊
08:47 非常好
08:56 其实啊刚才阻碍扇子运动
08:59 这种力就叫做空气阻力
09:04 而且从刚才的实验我们发现
09:07 空气阻力与两个因素有关
09:09 一个是与这个扇子运动的速度有关
09:13 速度越快
09:14 阻力越大
09:15 还与扇子与空气的接触面积有关
09:20 接触面积越大哎空气阻力也就越大
09:26 那么引入空气阻力之后
09:28 我们接下来再来思考实验仪
09:32 轻则物体为什么比重的物体下落的更快
09:35 实验二塑料盒中的纸片为什么没有飞出来好
09:40 首先是第一个问题
09:44 刘云呃
09:47 侵略物体受到空气阻力比重
09:51 物体受到空气阻力要更小
09:53 所以空气
09:53 所以氢的物体就下落比重好坐下
09:58 他的观点是
09:59 由于氢的物体面积更小
10:02 阻力也就更小
10:05 所以说它下落的更快
10:09 很不错
10:10 第二个唐宋伟
10:13 因为没有
10:16 所以盒子和纸片项目一样
10:18 快请坐
10:24 这个纸片装在塑料盒里面的话
10:27 它下落的时候
10:28 这个纸片是不会受到空气阻力的
10:31 所以说它下落的很快啊
10:36 所以说就和盒子形成了一个整体
10:42 从这两个实验我们发现
10:44 物体下落快慢与质量是没有关系的
10:47 空气阻力它会影响物体下落的速度
10:52 那么同学们有没有思考一个问题
10:54 那如果说我的这个物体在下落的过程当中
10:57 它不受空气阻力
10:58 轻的物体和中的物体下落会不会一样快呢
11:05 同学们请观察实验并思考问题
11:09 接下来
11:10 实验员将把羽毛的金属球
11:12 放在6米高的真空管中
11:14 以相同高度挂在管内顶部的电磁铁上
11:18 在确保密封之后就可以进行下一步操作
11:33 师傅师傅
11:58 同学们发现羽毛和铁球是同时落地的
12:05 在真空管中
12:06 物体下落是不受空气阻力的
12:11 真空管的意思是我们用抽气机啊
12:14 把里面的空气全部都抽光
12:17 所以说下落的时候他只需要重力
12:20 从这里我们发现
12:22 轻重不同的物体在只受重力的时候
12:25 他项目的快慢是一样的
12:28 那么这种特殊的运动
12:30 我们有一个名字叫做自由物体运动
12:34 所以这个物体运动的定义是
12:37 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
12:42 就是自由落体运动
12:44 通知
12:45 从这个定义中我们不难发现
12:47 如果物体要做自由落体运动
12:50 它需要满足两个条件
12:52 第一个只能受什么力
12:58 只能受重力
13:02 第二个它的初速度V0
13:04 必须等于你满足这两个条件
13:08 它就符合自由落体运动的定义
13:12 那同学们在思考一个问题啊
13:14 在我们的实际生活当中
13:16 到底存不存在这个落体运动
13:19 你们认为不存在
13:21 小猪小强不存在
13:25 有同学说存在其实是不存在的
13:29 我们实际生活当中啊
13:32 不可避免的时候
13:33 物体下落
13:34 它会受到攻击阻力
13:37 所以这个自由落体运动啊
13:40 它只是一种积极想法模型
14:00 那在实际操作的过程当中啊
14:02 如果说物体下落受到的空气阻力
14:07 比它的重力小很多的时候
14:10 也就是F组远远小于G
14:14 这个时候空气阻力可以忽略不计
14:19 物体下落也可以近似看作自由落体运动
14:25 到这儿我们已经弄清楚了自由落体运动的定义
14:31 那么自由落体运动
14:33 到底是一个什么性质的运动呢
14:35 同学们分组讨论什么
15:28 都有结果了
15:30 有小嗯
15:33 我认为自由会是一个中国人赢的赢家族群嗯
15:39 你认为它是一个初速度为零的匀加速直线运动
15:43 请坐
15:45 你有没有同学有不同的观点
15:49 有没有中摇头
15:51 没有
15:54 你有那你说他为什么是云南
15:58 我觉得他受那些影响
16:00 他肯定应该是那种变变下去好
16:04 请坐好
16:05 我们发现有两种观点
16:07 一种认为它是匀加速运动
16:09 一种认为它是变加速这一种
16:11 那么我们至少发现这个物体下落的时候
16:14 是越来越快的
16:15 那肯定是什么
16:17 不说是匀加速
16:18 但至少是加速速度啊
16:20 这是加速
16:22 那么大部分同学还是认为他是初速为零的
16:25 匀加入职业运动
16:28 那谁的观点对呢
16:31 实践才是检验真理的唯一标准
16:35 接下来我们
16:40 如何证明它是不是初速度为零
16:43 的自由落体运动呢
16:45 在上课之前
16:46 其实老师已经和课代表拍成了一段
16:49 小球自由落体运动的视频
16:57 接下来我们把这个视频导入视频分析软件
17:03 推塔推塔是一个什么软件呢
17:06 它可以追踪小球运动的轨迹
17:11 它可以计算出每一帧小图的瞬时速度
17:17 那么我们有这个速度之后
17:18 我们可以得到角球运动的VT图像
17:23 从VT图像上来观察
17:27 那么TRICKER这个软件
17:29 它其实测速度的原理非常简单
17:32 和我们之前利用打点计时器
17:36 测点的瞬时速度的方法是一样的
17:40 那么通过之前的学习
17:42 同学们
17:43 你是如何知道ABCD这四个点的瞬时速度的
17:48 甄瑞那个V是等于XOB除以2T
17:55 然后VB是等于x AC除以2T
17:59 VC等于XPD除以2T
18:01 然后VT是等于XC12T
18:05 请坐很好
18:07 非常正确
18:10 简单讲就是什么
18:12 就是这个点左右两个间隔的距离
18:17 除以整个的时间
18:19 也就是利用了什么
18:22 平均速度等于中间时刻的瞬时速度
18:27 那么如果说我们在打O这个点的时候是静止的
18:33 以O为计时起点
18:35 那么打A这个点C的时刻就是一个T
18:39 B这个点对应的时刻是2T
18:41 C
18:41 这个点的时刻是3T
18:43 D这个点对应的时刻是4T
18:45 那我们有瞬时速度有10克
18:48 如果说我们能建立一个VT坐标系
18:51 把这些速度和时刻通过描点法描上去
18:56 如果你得到的这个VT图像
18:59 这些点在同一条直线上
19:02 而且还能通过坐标原点
19:05 那么就能说明这个物体的运动
19:08 它是一个初速度为零的匀加速直线运动
19:12 那接下来我们利用paper来提取数据
19:33 好这就是我们的QQ软件
19:36 其实
19:39 每一帧的时间间隔是0.033秒
19:42 这是我们的这个手机拍摄的每一张照片的时候
19:46 这个时间间隔
19:47 其实视频是由一张一张照片怎么样形成的
19:53 接下来我们去点
20:03 那同学们发现这些点有类类
20:06 不类似于我们的答案记录下哎
20:09 那你发现这些点的间隔是越来越大的
20:20 好最后我们去点完成了
20:23 我们要的什么数据呢
20:24 我们要的是VY和T这两组数据
20:35 把数据导入到
20:41 一个黑暗
20:44 再通过这些数据我们来做图
20:50 唉同学们你看到啥了
20:56 哎你发现我们这些点基本上是在同一条线上的
21:02 这些点就是什么
21:06 每某一个时刻对应的什么瞬时速度
21:10 我们用拟合的方法拟合出一条直线
21:13 这条直线大概也是通过原点的
21:17 那当然实验还是有误差的
21:19 实验还是有点小误差的
21:22 所以通过推特软件
21:27 我们已经证明了
21:28 自由落体运动是一个初速度为零的
21:31 匀加速直线运动
21:37 居然自由落体运动
21:39 它比较特殊
21:41 那么它的加速度
21:42 我们重新命名为自由落体加速度
21:46 或者是重力加速度
21:47 用符号C表示
21:51 那么他既然有加速度
21:54 这个加速度大小是多少
21:58 方向又朝哪来
22:00 同学们
22:01 我们利用逐差法来测定自由落体加速度
22:06 我们统一标准
22:10 每两个点之间的时间间隔是0.02秒
22:12 我们取四个间隔作为S1
22:16 相邻的四个间隔作为S2
22:19 那么利用两段法加速度A就等于S2
22:22 减S14T括号的平方
22:25 同学们快速连接实验仪器进行实验
22:29 我把我给我
23:04 在实验的时候
23:05 同学们一定要相互合作
23:28 第三组的同学整不破
23:30 纸袋已经放完了
23:32 如果你觉得你不够高的话
23:33 你可以站在凳子上来释放纸袋
23:37 那么一定要保证重锤指弹
23:41 他们一定要竖直方向上
23:45 从而减小摩擦力的作用
23:49 实验完成的同学就快速的测数据
23:53 然后计算
24:32 如果说你两个字在放屁的话
24:34 你就喷一个字来玩
24:41 语法学的哪怕看出什么问题啊
24:49 钟馗钟馗
24:53 那个接的同学下去点
24:58 先开始的话可
25:14 快速测试对
25:17 然后自己计算结果
26:15 先自己计算一遍啊
26:20 看看你的结果是不是OK的
26:46 同学们
26:47 你们的结果都差不多了吗
26:51 那我现在来检验一下你们的这个计算怎么样
26:56 第一组把数据报给我
26:58 先报S2
27:00 S2是15.49
27:02 15.49
27:04 单位是什么米
27:06 米还是米还是毫米厘米啊
27:09 按F1了
27:10 F1是9.24
27:12 9.24cm
27:15 all的时候一定要说单位啊
27:18 下一下一组
27:19 第二组S2等于19.37cm
27:26 SS1等于13.15度
27:32 S200十80750
27:36 S10012.56亿
27:41 你下一首
27:45 第四组
27:49 20.431米
27:53 14.18
27:59 S2等于16.940
28:03 S1等于0.75cm
28:08 下一个S2是等于17.六二十七.62
28:15 然后S1是等于11.4510
28:22 下一首
28:25 S2等于你们这组啊
28:28 是你们这个对对对
28:30 S2等于5.7
28:31 四等多少
28:33 5.七四十五.74
28:38 一等于10.一二十.02
28:47 19.77
28:53 13.57
29:00 S28.79厘米
29:02 8.79
29:04 S一零十二.62.6
29:09 好同学们啊
29:10 这个数据已经在老师上了
29:13 我们来观察这个结果
29:23 那么同学们
29:24 你们有没有发现某一组数据其实是有问题的
29:30 哪组数据是有问题的
29:34 好这组数据是有问题的
29:36 大家的结果都是9.6到9.7之间啊
29:40 他这个结果是8.9
29:43 说明这组数据你做实验的时候是存在问题的
29:47 那么你的操作是肯定是存在某种问题的哦
29:52 同学们再看看这个读数啊
29:55 我们说这个毫米刻度尺读数的话
29:58 一定要保留到毫米的后一位
30:01 但是你看看这位同学的数据
30:04 你觉得有没有问题
30:06 他没有干嘛
30:07 没有孤独啊
30:09 所以说这个刻度尺的读数是错误的好
30:13 那么接下来啊我的同学们的数据都在黑板上
30:17 我们把大家的数据来求一个平均值
30:20 当然把这一组错误的数据没清除掉啊
30:28 接下来我们求平均值
30:42 结果我们的平均值是9.699.69
30:53 好大家非常辛苦的把这个实验数据整出来了
30:59 我们自己测试的结果是9.69
31:10 这是我们通过实验测出来的
31:17 那么它的方向由于这个他只受重力
31:21 所以说他的这个方向与重力的方向一样
31:24 都是竖直向下
31:35 同学们
31:36 你们思考一个问题
31:38 我们测出来的这个结果
31:40 与实际的重力加速的结果比较
31:42 你觉得是比实际的结果大些
31:46 还是比实际的结果小一些
31:49 增添嗯
31:52 我觉得是
31:55 什么小一点是测量值小一点
31:57 还是实际测量值偏小
32:00 原因呢
32:02 因为物体消防时受到空气的阻力
32:04 而且只在于商业机之间的摩擦力
32:08 造成结果影响
32:10 请坐他认为我们这个重锤带着纸在下落的时候
32:15 有空气阻力的存在
32:17 也有纸袋和打点计时器的摩擦
32:21 所以会造成结果偏小
32:23 那是不是如此呢
32:24 我们真实的这个重力加速度
32:27 是随纬度的变化而变化的
32:30 随纬度的增加而增加
32:32 从赤道到两极逐步增加
32:34 不过这个增加的幅度不大
32:36 只有0.5%
32:42 我们计算的时候
32:43 一般都取地球的重力加速的平均值
32:46 9.8米每二次方秒
32:48 有时候为了这个计算方便
32:51 取整数10米每20方秒
32:53 那么同学们
32:54 我们来看看
32:55 我们张家界这的重力加速度应该是多少
32:58 我们的纬度比北京要干嘛
33:00 要一比这个南昌要高一点
33:05 所以说我们的这个值应该是
33:07 比这个9.79要大
33:09 比9.80医药小
33:12 也就是大概是9.8左右
33:15 而我们的值只有9.69
33:18 所以说我们实验值是偏什么偏小的
33:30 重力加速除了随着纬度的增加而增加之外
33:34 它还随离地面的高度的变化而变化
33:37 这部分内容我们到外有以及地域再去详细讲解
33:43 接下来我们已经知道了
33:46 自由落体是一种初速度为零的匀加速直线运动
33:51 符合匀变速直线运动的定义
33:54 那么我们很容易从匀变速直线运动规律推导
33:59 自由落体运动的规律
34:01 不过有两个区别
34:04 自由落体运动的加速度
34:05 我们用符号G表示自由落体运动的位移
34:09 我们用符号H表示
34:13 我们先看速度与时间关系
34:17 在匀变速直线运当中是V等于AT
34:22 那么在自由落体运动里面是V等于gt
34:29 位移时间关系X等于二分之1T的平方
34:33 到这个东西就是H等于12集体的平方
34:39 位移速度关系是V的平方
34:42 等于2ax到自由作品中是V的平方
34:47 等于2D7
34:49 初速为零的匀变速直线运动有许多推论
34:52 那么这些推论对于我们的自由落体运动
34:56 照样适用好
34:59 本节课的内容基本上结束了
35:02 最后我们来揭秘之前的骗局
35:06 那么老师先给大家一个小知识
35:10 我们正常人的反应呢
35:12 大概是0.2秒到0.3秒之间
35:15 专门训练的运动员也只能达到0.1秒
35:19 到0.2秒之前
35:21 我让大家来挑战的时候
35:23 用的是20元的人民币
35:26 20元的人民币
35:28 它的高度大概是7cm
35:30 那么同学们
35:31 你们快速计算20元的人民币
35:34 通过你的手指大概需要多长时间
36:11 那我们就看看你的啊
36:13 你写完了
36:34 好没写完
36:35 同学我们还等一会儿啊
36:38 写完的同学去看黑板上的内容
36:40 你看他的
36:43 结果怎么样
37:08 好我们一起来看
37:21 好看就行了啊
37:23 嗯前面的没问题啊
37:27 H等于12的平方
37:31 呃这是什么玩意儿
37:37 你觉得他的书写有没有问题啊
37:41 有啊
37:42 任何是个数据QB后都得带单位啊
37:50 那么同学们啊
37:51 做计算题的时候以后书写要规范啊
37:54 我们可以怎么写呢
37:55 我们的目的是求七啊
37:57 我们把T解出来
37:58 等于根号下2H除以G
38:02 那么再带数据等于根号下2×0.0
38:09 7÷10单位是什么
38:12 秒以后啊
38:13 大家做训练题的时候啊
38:15 我推荐这种方法
38:25 最后我们发现诶
38:27 他下落的时候只需要0.12秒
38:32 但是你的反应时间是多少秒
38:34 0.2秒
38:35 也就是说你还没有反应过来
38:37 他就已经通过你的手指了
38:40 所以说这就是一个什么
38:42 根据好本节课的内容
38:45 到此结束
38:46 下课
38:49 谢谢老师
