1、5自由落體運動 6 伽利略對自由落體運動的研究,第二章勻變速直線運動的研究,1.知道自由落體運動的條件、性質和特點. 2.掌握自由落體運動的規(guī)律，會通過實驗測定自由落體運動的加速度，知道在地球上不同地方重力加速度大小不同. 3.了解伽利略研究自由落體運動的過程，領悟他的研究方法,目標定位,二、自由落體加速度,三、自由落體運動的規(guī)律,四、伽利略對自由落體運動的研究,欄目索引,一、自由落體運動,對點檢測 自查自糾,一、自由落體運動,知識梳理,1.定義：物體只在 作用下從 開始下落的運動. 2.條件：(1)初速度為 ；(2)只受 . 3.運動特點：初速度為 的 直線運動.是勻變速直線運動的特例. 運

2、動圖象：自由落體運動的v-t圖象是一條過原點的 直線，斜率kg.,重力,靜止,零,重力,零,勻加速,傾斜,答案,【深度思考】,在空氣中自由釋放的物體的運動都可看做自由落體運動嗎？,答案不一定.在空氣中自由下落的物體，只有當空氣阻力作用比較小，可以忽略時，物體所做的運動才是自由落體運動.,答案,典例精析,返回,例1關于自由落體運動，下列說法中正確的是() A.不考慮空氣阻力的運動是自由落體運動 B.物體做自由落體運動時不受任何外力作用 C.被運動員推出去的鉛球的運動是自由落體運動 D.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,解析自由落體運動的特點是初速度為零，僅受重力.不考慮空氣阻力的運動不一

3、定是自由落體運動.故A、B錯誤； 被運動員推出去的鉛球具有水平初速度，不滿足自由落體運動的條件，C錯誤； 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，故D正確.,D,解析答案,知識梳理,二、自由落體加速度,1.定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都 ，這個加速度叫做 ，也叫重力加速度，通常用g表示.一般的計算中，g取 ，近似計算時，g取 . 2.方向：重力加速度的方向總是 的. 3.大小：在同一地點，一切物體的重力加速度都 . 在不同地理位置處的重力加速度一般不同，赤道上物體的重力加速度最 ；南(北)極處重力加速度最 ；物體所處地理位置的緯度越大，重力加速度越 .,相同,自由落體加速度,9

4、.8 m/s2,10 m/s2,豎直向下,相同,小,大,大,答案,4.測量重力加速度的方法 (1)打點計時器法 利用如圖1所示裝置，讓物體自由下落打出紙帶.,圖1,對紙帶上計數(shù)點間的距離h進行測量，根據(jù)hgT2， 求出g .,(2)頻閃照相法 利用頻閃照相機可追蹤記錄做自由落體運動的物體在 各個時刻的位置，根據(jù)hgT2求出g .,答案,【深度思考】,自由下落加速度的大小與物體的質量有關嗎？同一物體在月球和地球上做自由落體運動時加速度相同嗎？,答案無關不同,答案,典例精析,例2在研究物體僅在重力作用下運動的實驗中，打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，把一個點記作O

5、，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量點，每兩個測量點之間有4個實際打出的點(未標出)，如圖2所示，圖中所標數(shù)據(jù)是各測量點到O點的距離(單位：mm)，那么物體做_運動，加速度為_.,圖2,返回,解析答案,返回,解析因為打點周期T0.02 s， 所以各測量點之間的時間間隔為 T5T0.1 s. 由紙帶數(shù)據(jù)得hOA49 mm，hAB147 mm，hBC245 mm，hCD343 mm，即hABhOAhBChABhCDhBC98 mm，物體做勻變速直線運動，其 加速度a m/s29.8 m/s2.,答案勻變速直線9.8 m/s2,三、自由落體運動的規(guī)律,知識梳理,自由落體運動是初速度為 ，加速度為

6、 的勻加速直線運動. 1.自由落體運動的基本公式 勻變速直線運動規(guī)律 自由落體運動規(guī)律,零,g,gt,2gh,2.勻變速直線運動的一切推論公式，如平均速度公式、位移差公式、初速度為零的勻變速直線運動的比例式，都適用于自由落體運動.,答案,典例精析,例3從懸崖頂自由落下一小石塊，測得它在落地前最后1 s內的位移是25 m，若不計空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)此懸崖距地面的高度H； (2)小石塊落地時的速度大小和空中下落的時間.,解析答案,解析設小石塊從懸崖頂落到地面所經(jīng)歷的時間為t，通過的位移為H，小石塊在t1內的位移為h. 根據(jù)自由落體運動的規(guī)律，有：,Hh25 m 由聯(lián)

7、立解得：t3 s，H45 m 所以小石塊落地時的速度大小為：vgt30 m/s.,答案(1)45 m,(2)30 m/s3 s,例4小球從靠近豎直磚墻的某位置由靜止釋放，用頻閃方法拍攝的小球位置如圖3中1、2、3和4所示.已知連續(xù)兩次閃光的時間間隔均為T，每塊磚的厚度為d.由此可知小球(),B.經(jīng)過位置3時的瞬時速度大小約為2gT,圖3,解析答案,返回,答案C,返回,知識梳理,四、伽利略對自由落體運動的研究,1.歸謬：伽利略從 的論斷出發(fā)，通過邏輯的推理，否定了他的論斷. 2.猜想：自由落體運動是一種最簡單的變速運動，它的速度應該是_ 的. 3.數(shù)學推理：伽利略通過數(shù)學推理得出初速度為零的勻變

8、速直線運動應該有 . 4.實驗驗證(間接驗證)： (1)小球沿斜面滾下的運動是 直線運動.,亞里士多德,均,勻變化,xt2,勻加速,答案,(2)只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是 的. (3)斜面的傾角 ，小球的加速度隨斜面傾角的增大而 . 5.合理外推：伽利略認為當斜面傾角為 時，小球將自由下落，仍會做勻加速直線運動. 6.伽利略的科學方法：把 和 (包括數(shù)學演算)和諧地結合起來，從而發(fā)展了人類的科學思維方式和科學方法.,相同,增大,增大,90,實驗,邏輯推理,答案,典例精析,返回,例5伽利略為了研究自由落體運動的規(guī)律，將落體實驗轉化為著名的“斜面實驗”，如圖4所示，對于這個研究過程，下列

9、說法正確的是(),A.斜面實驗“放大”了重力的作用效果，便于測量小球運動的路程 B.斜面實驗“減小”了重力的作用效果，便于測量小球運動的時間 C.通過對斜面實驗的觀察與計算，能直接得到自由落體運動的規(guī)律 D.根據(jù)斜面實驗結論進行合理的外推，得到自由落體運動的規(guī)律,圖4,解析答案,返回,解析伽利略時代，沒有先進的測量手段和工具，為了“沖淡”重力作用，采用斜面實驗，其實就是為了使物體下落時間長些，減小實驗誤差，故A錯誤，B正確； 根據(jù)實驗結果，伽利略將實驗結論進行合理的外推，得到自由落體運動的規(guī)律，并非是主觀臆斷得出的，是在實驗的基礎上得出的，故C錯誤，D正確. 答案BD,對點檢測 自查自糾,1,

10、2,3,4,1.(對自由落體運動的理解)(多選)下列關于自由落體運動的說法正確的是() A.物體從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動 B.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動 C.從靜止開始下落的小鋼球，因受空氣阻力作用，不能看成自由落體 運動 D.從靜止開始下落的小鋼球，所受空氣阻力對其運動的影響很小，可 以忽略，可以看成自由落體運動,解析答案,1,2,3,4,解析物體做自由落體運動的條件是：(1)初速度為零；(2)除重力之外不受其他力的作用，所以A錯誤，B正確. 在實際中，物體下落時，當空氣阻力遠小于重力時，物體的下落才能看做自由落體運動，所以C錯誤，D正確. 答案BD,

11、1,2,3,4,2.(自由落體加速度)關于自由落體運動的加速度g，下列說法中正確的是() A.重的物體的g值大 B.同一地點，輕重物體的g值一樣大 C.g值在地球上任何地方都一樣大 D.g值在赤道處大于在北極處,解析自由落體加速度又叫做重力加速度.在同一地點，所有物體的重力加速度都是相等的，與物體的質量、運動狀態(tài)均無關，A、C錯誤，B正確； 在不同地點，重力加速度是不同的，兩極處大于赤道處，D錯誤.,B,解析答案,1,2,3,4,3.(伽利略對自由落體運動的研究)(多選)關于伽利略對自由落體運動的研究，下列說法中正確的是() A.運用邏輯推理否定了亞里士多德關于重物體下落得快、輕物體下落 得慢

12、的錯誤論斷 B.提出“自由落體”是一種最簡單的直線運動勻速直線運動 C.通過斜面上物體的勻加速運動外推出斜面傾角為90時物體做自由 落體運動且加速度大小跟物體的質量無關 D.總體思想方法：對現(xiàn)象一般觀察提出猜想數(shù)學推理實驗研究 和邏輯推理相結合,解析答案,1,2,3,4,解析運用邏輯推理否定了亞里士多德關于重物體下落得快、輕物體下落得慢的錯誤論斷，故A說法正確； 伽利略提出“自由落體”是一種最簡單的直線運動勻加速直線運動，故B錯誤； 伽利略在研究物體在無阻力的下落運動(即自由落體運動)時，發(fā)現(xiàn)不同質量的銅球沿阻力極小的斜面滾下，銅球下滑的加速度都是相同的.不斷增大斜面傾角，結果發(fā)現(xiàn)，只是銅球的下滑加速度增大了，而所有銅球的下滑加速度仍是相同的.所以通過斜面上物體的勻加速運動外推出斜面傾角為90時物體做自由落體運動且加速度大小跟物體的質量無關的結論，故C正確；,解析答案,1,2,3,4,伽利略的思想方法是：對現(xiàn)象一般觀察提出猜想數(shù)學推理實驗研究和邏輯推理相結合，故D正確. 答案ACD,1,2,3,4,4.(自由落體運動的規(guī)律)屋檐上每隔相同的時間間隔滴下一