自由落體運動高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

2.4自由落體運動兩千多年來對落體的研究亞里士多德

伽利略

（1564—1642）

意大利物理學(xué)家重的物體下落得快（公元前4世紀(jì)）希臘哲學(xué)家物體下落的快慢與哪些因素有關(guān)呢？伽利略認(rèn)為由亞里士多德“重的物體下落快”的論斷，會推出矛盾的結(jié)論。假設(shè)重的物體下落快v1=4結(jié)論：重的物體反而下落的慢了矛盾v2=8v3<8兩千多年來對落體的研究亞里士多德伽利略（1564—1642）意大利物理學(xué)家重的物體下落得快重的物體與輕的物體下落的同樣快（公元前4世紀(jì)）希臘哲學(xué)家小實驗實驗現(xiàn)象一張輕紙片和重粉筆頭同一高度同時由靜止釋放重一點的紙片和輕一點的紙團(tuán)同時由靜止釋放同樣重的紙團(tuán)和紙片同一高度同時由靜止釋放重粉筆頭下落快輕紙團(tuán)下落快紙團(tuán)下落快思考與討論：物體下落的快慢與輕重?zé)o關(guān)。影響落體運動快慢的因素是空氣阻力的作用。

(1)物體下落的快慢是否與輕重有關(guān)？(2)你認(rèn)為影響物體下落快慢的可能的因素什么？牛頓管演示輕重不同物體下落快慢實驗結(jié)論：沒有空氣阻力的影響，輕的物體和重的物體下落的同樣快。落體運動的研究代表人物研究方法代表觀點亞里士多德伽利略平常觀察法邏輯推理與實驗結(jié)合重輕物體下落得一樣快重的物體比輕的物體下落得快一、自由落體運動1.定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫作自由落體運動。2.條件：①只受重力作用；②從靜止開始3.如果實際問題中，空氣阻力遠(yuǎn)小于重力，可以忽略，則物體的下落也可以當(dāng)做自由落體運動處理。思考與討論(1)從前面的實驗中我們看到，自由落體運動是加速運動，它的加速度在下落過程中是否變化呢(2)我們是否可以大膽的猜想加速度不變呢？思考與討論

我們可以用打點計時器測速度和加速度，我們怎樣用紙帶提供的數(shù)據(jù)來證明自由落體運動的加速度不變？1、根據(jù)

求出各計數(shù)點的速度vn＝

，作出v－t圖像。如果圖像是一條傾斜直線，則證明自由落體運動加速度不變，可求斜率測加速度。(一)驗證思路：物理量d1d2d3d4d5d6數(shù)值（cm）物理量X1X2X3X4X5X6數(shù)值（cm）物理量V1V2V3V4V5數(shù)值（m/s）加速度（m/s2）2、根據(jù)Δx＝aT2，如果x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝......，則證明自由落體運動加速度不變，用逐差法

求出加速度。(一)驗證思路：物理量d1d2d3d4d5d6數(shù)值（cm）物理量X1X2X3X4X5X6數(shù)值（cm）物理量ΔX1ΔX2ΔX3ΔX4ΔX5數(shù)值（cm）加速度（m/s2）1.打點計時器固定在鐵架臺上，紙帶一端系著重物，另一端穿過計時器。2.用手捏住紙帶上端，啟動打點計時器，松手后重物自由下落，計時器在紙帶上留下一串點跡，關(guān)閉打點計時器。3.請根據(jù)驗證思路處理紙帶數(shù)據(jù)，驗證我們的猜想。(二)實驗步驟：01234(三)數(shù)據(jù)處理：(公式法)物理量d1d2d3d4d5d6數(shù)值（cm）物理量X1X2X3X4X5X6數(shù)值（cm）物理量ΔX1ΔX2ΔX3ΔX4ΔX5數(shù)值（cm）加速度（m/s2）(三)數(shù)據(jù)處理：（圖像法）物理量S1S2S3S4S5S6數(shù)值（cm）物理量X1X2X3X4X5X6數(shù)值（cm）物理量V1V2V3V4V5數(shù)值（m/s）加速度（m/s2）vn＝

用手機(jī)測自由落體加速度(5)實驗結(jié)論：②加速度為

m/s2。①自由落體運動的加速度保持不變。二、自由落體運動加速度1.定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同。這個加速度叫作自由落體加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。2.方向：豎直向下（垂直于水平面）地點緯度g值北極90°9.832m/s2莫斯科55°45′9.816m/s2紐約40°46′9.803m/s2北京39°56′9.801m/s2東京35°43′9.798m/s2上海31°12′9.794m/s2武漢30°33′9.794m/s2廣州23°06′9.788m/s2赤道0°9.780m/s2問題：你能發(fā)現(xiàn)地球上不同位置g值的分布規(guī)律嗎？隨緯度升高，重力加速度增大緯度升高，g變大，兩極g最大二、自由落體運動加速度（1）地球上不同地方重力加速度的值大小不一樣，赤道處重力加速度g值較小，緯度越高，g值越大，南北極重力加速度g值最大。（2）一般取值g=9.80m/s2，有時有特別說明g=10m/s2。3.重力加速度的不同：三、自由落體運動的公式

自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以勻變速直線運動公式也適用于自由落體運動。用一把刻度尺如何測反應(yīng)時間？課堂練習(xí)課堂小結(jié)自由落體運動定義自由落體運動條件自由落體運動的公式大小方向①只受重力作用；②從靜止開始物體只有在重力作用下從靜止開始下落的運動重力加速度g=9.8m/s2，不同緯度大小不同，兩極最大豎直向下課堂練習(xí)1．宇航員登上月球后，從同一高度同時由靜止釋放錘子和羽毛，則下落過程中下列說法正確的是（

）A．錘子比羽毛速度變化大 B．羽毛比錘子速度變化大C．錘子的加速度比羽毛的加速度大 D．錘子和羽毛的加速度一樣大D2．關(guān)于自由落體運動的加速度g，下列說法正確的是（）A．重的物體的g值大 B．g值在地面任何地方一樣大C．g值在赤道處大于南北兩極處 D．同一地點的輕重物體的g值一樣大課堂練習(xí)D3.(課本第54頁A組第3題)鋼球由靜止開始做自由落體運動，不計空氣阻力，落地時的速度為30m/s，g取10m/s2.(1)它下落的高度是多少？(2)它在前2s內(nèi)的平均速度是多少？(3)它在最后1s內(nèi)下落的高度是多少？課堂