1、5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究,第二章 匀变速直线运动的研究,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、自由落体运动 1.定义：物体只在 作用下从 开始下落的运动. 2.物体做自由落体运动的条件 (1)只受 ；(2)初速度v0 . 3.自由落体运动的实质：自由落体运动是初速度为 、加速度为 的_ _直线运动.,重力,静止,重力,0,零,g,匀加,速,二、自由落体加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都 ，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示. 2.方向： . 3.大小
2、(1)在地球上不同的地方，g的大小一般是 的(填“不同”或“相同”)； (2)一般取值：g 或g .,相同,竖直向下,不同,9.8 m/s2,10 m/s2,三、自由落体运动的规律 1.速度公式：v . 2.位移公式：h_. 3.速度位移公式：v2 . 四、伽利略对自由落体运动的研究 1.亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的 决定的. 2.伽利略的研究： (1)逻辑归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了“ ”的论断.,2gh,重量,重物比轻物落得快,gt,(2)猜想与假说：伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动，它的速度应该是 的. (3)数学推理：伽利略通过数学
3、推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与成正比，即x . (4)间接验证：让小球从斜面上的不同位置滚下，测出小球滚下的位移x和_.实验表明：小球沿斜面滚下的运动是 运动；斜面倾角一定时，小球的加速度 ；小球的加速度随斜面倾角的增大而 . (5)合理外推：伽利略认为当斜面倾角为90时，小球将自由下落，仍会做_运动.,均匀变化,时间的二次方,t2,所用时间t,匀加速直线,相同,增大,匀加速直线,1.判断下列说法的正误. (1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.( ) (2)物体在真空中一定做自由落体运动.( ) (3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动.( ) (4)质量越大的物体
4、自由落体加速度越大.( ) (5)自由落体加速度的方向垂直地面向下.( ) (6)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律.( ) (7)伽利略根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律.( ),答案,即学即用,答案,2.对于自由落体运动，在1 s末、2 s末、3 s末的速度之比是 ；在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比是 .,123,135,重点探究,一、自由落体运动和自由落体加速度,导学探究 1.分析以下两种物理情景，并回答相关问题. (1)在空气中，将一张纸片和一石块从同一高度同时释放，哪个下落得快？若把这张纸片团紧成一团，再与石块从同一高度释放，情况
5、会怎样？,答案 石块下落得快；纸团和石块几乎同时着地.,答案,(2)牛顿管实验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片玻璃管中抽成了真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落.看到什么现象？说明什么问题？,答案 下落快慢相同.在没有空气阻力影响的情况下，所有物体下落快慢是相同的，与质量无关.,2.利用如图所示的实验装置测定重力加速度.用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，并使重物停在靠近打点计时器处.先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点. 如何根据打上点的纸带求出重物的重力加速度？,答案 可用下列两种方法求出重力加速度： (1)由vn 求出各点的瞬时速度
6、，作出vt图象，vt图象是一条过原点的倾斜直线，直线斜率表示加速度. (2)由xaT2计算加速度.,答案,知识深化 1.自由落体运动： (1)自由落体运动实质上是初速度v00、加速度ag的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例. (2)自由落体运动是一种理想化的运动模型.只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可以当作自由落体运动来处理. (3)运动图象：自由落体运动的vt图象是一条过原点的倾斜直线，斜率kg，如图1所示.,图1,2.自由落体加速度(重力加速度) (1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面； (2)大小：在同一地点，重力加速度都相同.地球上纬度不同的地点重力加速
7、度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力加速度都接近于9.8 m/s2，因此一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2.,解析 物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用，A错； 熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力作用，但该阻力远小于它的重力，可以忽略该阻力，故可将该过程视为自由落体运动，B对； 同一地点，重力加速度都相同，与质量无关，C错； 赤道处g值小于两极处，D错.,例1 关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是 A.竖直向下的运动一定是自由落体运动 B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动 C.同一地点，轻重物体的g值可能
8、不一样大 D.g值在两极处小于在赤道处,答案,解析,二、自由落体运动的规律,1.自由落体运动的基本公式： 匀变速直线运动规律 自由落体运动规律,2.匀变速直线运动的三个导出公式，如速度位移的关系式、平均速度公式、位移差公式都适用于自由落体运动.,例2 如图2所示，物体从O点开始做自由落体运动，先后经过O点正下方A、B两点，此过程中，从O运动到B所用时间t13 s，从A到B所用时间t21 s，g10 m/s2，求： (1)物体到A点时的速度大小；,答案,答案 20 m/s,解析,解析 O到B用时t13 s，A到B用时t21 s， 故O到A用时t32 s， 根据速度时间关系公式， 有vAgt310
9、2 m/s20 m/s.,图2,(2)A、B间的距离.,答案,答案 25 m,解析,针对训练 一物体做自由落体运动，落地时速度是30 m/s(g取10 m/s2).问： (1)它下落到地面所需时间？,答案,答案 3 s,解析,(2)它开始下落时的高度？,答案,答案 45 m,解析,方法四 vt图象.,(3)它在最后1 s内下落的高度？,答案,答案 25 m,解析,所以最后1 s内的位移：xhx45 m20 m25 m.,导学探究 伽利略研究自由落体运动时采用了什么科学方法？,答案 采用了研究自然规律的常用方法：抽象思维、数学推理和科学实验相结合.,答案,三、伽利略对自由落体运动的研究,例3 在
10、学习物理知识的同时，还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要.伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义.请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程 A.猜想问题数学推理实验验证合理外推得出结论 B.问题猜想实验验证数学推理合理外推得出结论 C.问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论 D.猜想问题实验验证数学推理合理外推得出结论,答案,达标检测,1.(伽利略对自由落体运动的研究)(多选)(2018温州市十五校联考)在对自由落体运动的研究过程中，关于伽利略所提出的假设、采用的推理过
11、程和科学方法等，下列叙述正确的是 A.通过观察与思考，伽利略提出自由落体运动应该是一种速度随位移均匀变化的加速直线运动 B.为了解决无法测量瞬时速度的困难，伽利略改测位移与时间的关系(从静止开始做匀加速直线运动的物体xt2) C.为了解决没有准确的计时工具的困难，伽利略利用“冲淡重力”的斜面实验 D.伽利略认为自由落体运动可以认为是由斜面的倾角外推增大为90时的特例,1,2,3,4,答案,1,2,3,4,2.(自由落体运动的规律)质量为m的物体从高为h处自由下落，开始的 用时为t，则 A.物体落地所用的时间为 B.物体落地所用的时间为3t C.物体落地时的速度为6gt D.物体落地时的速度为3
12、gt,答案,1,2,3,4,3.(自由落体运动的规律)(2018杭州市第一学期期末)如图3所示，某物理兴趣小组做“研究小球自由落体运动”的实验，用数码相机的频闪照相功能对下落的小球进行拍摄，第一次闪光时小球刚开始下落，频闪的时间间隔为0.1 s，则在照片中测得第一个0.1 s内、 第二个0.1 s内、第三个0.1 s内的位移之比最接近,答案,图3,图4,1,2,3,4,4.(2018宁波市诺丁汉大学附中期中)小芳是一个善于思考的乡村女孩，她在学过自由落体运动规律后，对自家房上下落的雨滴产生了兴趣，她坐在窗前发现屋檐每隔相等时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，小芳同学在自己的作业本上画出了如图4所示的雨滴下落同自家房子尺寸的关系图，其中2点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子， 请问：(g取10 m/s2) (1)此屋檐离地面多高？,答案,解析,答案 3.2 m,(2)滴水的时间间隔是多少？,答案 0.2 s,1,2,3,4,解析 设屋檐离地面高为h，滴水的时间间隔为T，,且h2h31 m 由得T0.2 s,
