1、1.7 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究上一頁(yè)下一頁(yè)目 錄退 出11.7 對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究上一頁(yè)下一頁(yè)目 錄退 出1直升飛機(jī)停在空中飛行員跳下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)打不開(kāi)傘包如不考慮空氣阻力他做什么運(yùn)動(dòng)？ 又有何后果？ 思 考上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄2直升飛機(jī)停在空中飛行員跳下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)打不開(kāi)傘包如不考慮空氣飛行員打不開(kāi)傘包的后果上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄3飛行員打不開(kāi)傘包的后果上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄3物體下落的運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)。雨滴的下落蘋(píng)果的下落傘兵的下落4物體下落的運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)。雨滴的下落蘋(píng)果的下落傘兵的下歷史的回顧亞里士多德通過(guò)對(duì)大量的物體自由下落的觀察，直接得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落的

2、快，即“重快輕慢”。由于他在學(xué)術(shù)界的崇高地位，且該結(jié)論符合生活經(jīng)驗(yàn)，這種論斷流傳了近2000年。 5歷史的回顧亞里士多德通過(guò)對(duì)大量的物體自由下落的觀察，直接得出 重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。這個(gè)觀點(diǎn)是否正確呢？ 演示1在同一高度同時(shí)釋放一支粉筆頭（或一枚硬幣）和一張紙片，請(qǐng)觀察物體是否同時(shí)落地。 演示2把紙片揉成紙團(tuán)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)觀察物體是否同時(shí)落地。 為什么有時(shí)重的物體下落得快，有時(shí)輕重不同的物體下落得快慢幾乎一樣？ 一、問(wèn)題提出上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄6 重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。這個(gè)觀點(diǎn) 結(jié)論：輕重不同的物體下落得快慢不同，主要是由于空氣阻力不同造成的，與物體的輕重

3、無(wú)關(guān)。 錢(qián)毛管實(shí)驗(yàn) 把硬幣和羽毛放在一個(gè)玻璃管的底部，將其倒豎起來(lái)，我們會(huì)看到什么？ 若抽去管里的空氣，然后在把它倒豎起來(lái)，我們又將看到什么?上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄重的物體比輕的物體下落的快輕重物體下落一樣快7 結(jié)論：輕重不同的物體下落得快慢不同，主要是 如果物體下落時(shí)所受空氣阻力與重力相比，可以忽略不計(jì)，那么也可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)。模擬比薩斜塔8 如果物體下落時(shí)所受空氣阻力與重力相比，可以忽略 阿波羅登月實(shí)驗(yàn) 1971年，阿波羅15號(hào)飛船登上無(wú)大氣的月球后，宇航員特地做了使羽毛和重錘從同一高度同時(shí)釋放的實(shí)驗(yàn)，無(wú)數(shù)觀眾從熒屏上看到，它們并排下落，同時(shí)落到月球表面。上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄9

4、 阿波羅登月實(shí)驗(yàn) 1971年，阿波羅15物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng) 2.條件： (1)只受重力(而不受其他任何力，包括空氣阻力)（空氣阻力G，F(xiàn)合=G）(2)V0=0實(shí)際上，如果空氣阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不計(jì)，物體的下落也可以看做自由落體運(yùn)動(dòng)注意自由落體運(yùn)動(dòng) 到底是一種怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？1.定義： 二、自由落體運(yùn)動(dòng)上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄10物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng) 2邏輯的力量=4m/s=8m/s4m/s 8m/s伽利略利用歸謬法否定了亞里士多德的觀點(diǎn)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄11邏輯的力量=4m/

5、s=8m/s4m/s 8（提出問(wèn)題）：既然物體自由下落跟質(zhì)量無(wú)關(guān)，那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢？伽利略用推論否定了亞里士多德的觀點(diǎn)后，就開(kāi)始研究落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。12（提出問(wèn)題）：12伽利略的探索之路（知識(shí)=觀察+實(shí)驗(yàn)+思考）大膽的猜測(cè)：下落物體的速度是隨時(shí)間均勻增加的，即則：測(cè)瞬時(shí)速度V與時(shí)間t成正比 13伽利略的探索之路（知識(shí)=觀察+實(shí)驗(yàn)+思考）大膽的猜測(cè)：下落物困難一 瞬時(shí)速度無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量為了解決測(cè)量瞬時(shí)速度的困難，伽利略尋求間接驗(yàn)證的途徑（思維的作用） 則：測(cè)下落的高度與時(shí)間t2成正比 知識(shí)觀察實(shí)驗(yàn)思考14困難一 瞬時(shí)速度無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量為了解決測(cè)量瞬時(shí)速度的沖淡重力困難二 物體下落很快，很

6、難測(cè)定不同位移的時(shí)間（思維）為了減緩物體下落速度，伽利略設(shè)計(jì)了著名的“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn)。 15沖淡重力困難二 物體下落很快，很難測(cè)定不同位移的時(shí)間15實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手稿中記錄的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表示為： 伽利略發(fā)現(xiàn)，斜面的傾角不同，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這個(gè)常數(shù)的隨著的增大而增大。知識(shí)觀察實(shí)驗(yàn)思考時(shí)間單位12345678距離單位3213029852682411921600210416實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手合理外推 困難三、伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說(shuō)明落體運(yùn)動(dòng)也符合這個(gè)規(guī)律？合理外推：隨著的增大， 的數(shù)

7、值在增大。當(dāng)=900時(shí)，即物體豎直下落時(shí)，這個(gè)關(guān)系也應(yīng)該成立，這時(shí)的數(shù)值最大。17合理外推 困難三、伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說(shuō)明落體運(yùn)動(dòng)伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說(shuō)明落體運(yùn)動(dòng)也符合這個(gè)規(guī)律？合理外推：隨著傾角的增大，直到=900時(shí)，即物體豎直下落時(shí)，伽利略的假設(shè)成立。上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄合理外推18伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說(shuō)明落體運(yùn)動(dòng)也符合這個(gè)規(guī)律？上三、重力加速度 在同一地點(diǎn)，一切物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同，這個(gè)加速度叫重力加速度，用g 表示。 在地球上不同地點(diǎn)，g 的值略有不同。離地心越遠(yuǎn)g越小 在地球表面或表面附近，隨著緯度增大，g增大；隨著高度增加，g減小

8、。 在通常的計(jì)算中，取 g = 9.8 m/s 2。重力加速度方向總是豎直向下。上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄19三、重力加速度 在同一地點(diǎn)，一切物體在做自由超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來(lái)“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備可以對(duì)落體運(yùn)動(dòng)精確地“計(jì)時(shí)”、“定位”，直接研究落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)?，F(xiàn)代研究落體運(yùn)動(dòng)的方法 ：1、“自由落體頻閃照片”求加速度2 、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究紙帶求出加速度3、其它方法（測(cè)速計(jì)等）20超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來(lái)“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化的儀赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北極：g=9.832m/s2隨緯度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m

9、/s221赤道：北京：北極：隨緯度升高，重力加速度增大。莫斯科：21四、自由落體運(yùn)動(dòng)的公式a gx h 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的所有公式都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄規(guī)律：速度規(guī)律位移規(guī)律22四、自由落體運(yùn)動(dòng)的公式a gx h 自 【例1】雨滴通常從 1 500 m 左右的高度落下，如果沒(méi)有空氣阻力，問(wèn)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面？它落到地面時(shí)的速度是多少？ 雨滴落地時(shí)的速度為 解：如果沒(méi)有空氣阻力，雨滴下落的運(yùn)動(dòng)可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)，由公式 得 討論：實(shí)際上雨滴落到地面的速度不超過(guò)8 m/s，說(shuō)明物體從很高的地方下落時(shí)，空氣阻力是不可忽略的，有

10、時(shí)空氣阻力可以大到等于物體的重力。上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄23 【例1】雨滴通常從 1 500 m 左右的高 【例2】如圖所示，一個(gè)小鋼球做自由落體運(yùn)動(dòng)。測(cè)得小鋼球經(jīng)過(guò) A點(diǎn)時(shí)的速度是 2.42 m/s，經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)時(shí)的速度是 4.64 m/s， 所用時(shí)間是0. 226 s，求此地的重力加速度和AB 間的距離。 解：因?yàn)樽杂陕潴w是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以AB上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄24 【例2】如圖所示，一個(gè)小鋼球做自由落體運(yùn)動(dòng)。 1. 在某地讓一個(gè)小球從 17.7 m 高的地方自由下落，測(cè)得小球下落到地面處所用的時(shí)間是1.9 s，求此地的重力加速度和1.9 s 末的速度。 小球在1.9 s 末的

11、速度為 解：由公式 得 練 習(xí)上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄25 1. 在某地讓一個(gè)小球從 17.7 m 高上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄伽利略的驗(yàn)證從靜止開(kāi)始在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的各段距離之比為1 : 3 : 5 : 7 從靜止開(kāi)始到每個(gè)相等的時(shí)間末運(yùn)動(dòng)的距離之比為1 : 4 : 9 : 16 T 2T 3T 4T26上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄伽利略的驗(yàn)證從靜止開(kāi)始在連續(xù)相等 2. 一個(gè)物體從 19.6 m 高的地方自由下落，問(wèn)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面？它落到地面時(shí)的速度是多少？ 物體落地時(shí)的速度為 解：由公式 得上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄27 2. 一個(gè)物體從 19.6 m 高的地方自小結(jié)物體 只在重力作用下 從 靜止 開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)一、定義:三、性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)四、加速度(重力加速度)方向: .豎直向下大小:g =9.8m/s2或g =10m/s2緯度越高 g 值越大二、特點(diǎn)：只受重力V0=0上一頁(yè)下一頁(yè)退 出目 錄g