2018-2019版高中同步系列課堂講義物理人教版(通用版)講義：1.2.5~1.2.6自由落體運(yùn)動(dòng)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)

1.2.5自由落體運(yùn)動(dòng)1.2.6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉1.知道□□做自由□□□□□條件。1種運(yùn)□ □□□□□□1個(gè)加速度 □□□□□ gMgt3個(gè)基本公式 <朋1gt2v212gh2.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)自由□□□□加速度口特□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□3.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)自由□□□□□規(guī)律，并□□□□□□□□□□4.了解伽利略對(duì)自由□□□□□研究方法,□□□□□□□□□□□課前自主梳理 ----自主學(xué)習(xí)?漳握新知一、自由落體運(yùn)動(dòng).定義：□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□.特點(diǎn)⑴□□性質(zhì)：口速度等于零□□加速□□□□□_⑵受力特點(diǎn):□受重□作□。(3)□□□□可看作自由□□□□□條件：□實(shí)際中□□□口時(shí)由于受空氣□力□□□,□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□,□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□思維拓展如圖所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得快，在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛下落快慢相同。抽掉空氣抽掉空氣MJ7有空氣(1)只受重力作用時(shí)，物體下落快慢有什么規(guī)律。(2)空氣中的落體運(yùn)動(dòng)在什么條件下可看作自由落體運(yùn)動(dòng)？答案(1)物體下落快慢相同(2)空氣的阻力作用可以忽略二、自由落體加速度. 定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同。這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。.方向：豎直向下。.大?、旁诘厍蛏系耐坏攸c(diǎn)：一切物體自由下落的加速度都相同。⑵在地球上不同的地點(diǎn)，g的大小一般是B(A.相同B.不同)的，g值隨緯度的增大而逐漸增大。(3)一般取值：g=98呸2或g=i0m/s2。思維拓展自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)嗎？同一物體在月球和地球上做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度相同嗎？答案自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量無關(guān)系。同一物體在月球和地球上自由落體的加速度也不相同。三、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律環(huán)=°，a=g速度公式v=gt位移公式h=2g2乙速度位移公式v2=2gh思維拓展我們已經(jīng)知道，自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為0，只受重力作用的運(yùn)動(dòng)。那么前面所學(xué)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，還有哪些適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)舉出一些！答案平均速度公式，初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例式等均可用。四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究.亞里士多德的觀點(diǎn)：物體下落的快慢是由它們的重力決定的。.伽利略的研究⑴歸謬：伽利略從亞里士多德的論斷出發(fā)，通過邏輯推理，否定了亞里士多德的論斷。⑵猜想：伽利略猜想自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)，它的速度應(yīng)該是均勻變化的。⑶數(shù)學(xué)推理：伽利略通過數(shù)學(xué)推理得出初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)有曰。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。①小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。②只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是相同的。③增大斜面的傾角，小球的加速度隨斜面傾角的增大而增大。(5)合理外推：伽利略認(rèn)為當(dāng)斜面傾角為90°時(shí)，小球?qū)⒆杂上侣?，仍?huì)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。思維拓展

★伽利略與亞里士多德★伽利略與亞里士多德以上圖畫中可以推翻亞里士多德的什么觀點(diǎn)？答案亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢是由它們的重力決定的。合作探究核心突破I課堂互動(dòng)探知合作探究核心突破自由落體自由落體運(yùn)動(dòng)的理解［要點(diǎn)歸納］.自由落 體運(yùn)動(dòng)是一種理想模型。當(dāng)自由下落的物體所受的空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)才可以視為自由落體運(yùn)動(dòng)。如空氣中石塊的下落可以看做自由落體運(yùn)動(dòng)，空氣中羽毛的下落不能看做自由落體運(yùn)動(dòng)。.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件(1)初速度為零；(2)只受重力。.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：初速度為零，加速度為重力加速度g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例。運(yùn)動(dòng)圖象：自由落體運(yùn)動(dòng)的v—t圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，斜率是k=g。特別提醒物體在其他星球上也可以做自由落體運(yùn)動(dòng)， 但下落的加速度與在地球表面下落的加速度不同［精典示例］

［例1］（2017?廣東清遠(yuǎn)月考）關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 （）A.質(zhì)量大的物體自由下落時(shí)的加速度大B.從水平飛行的飛機(jī)上釋放的物體將做自由落體運(yùn)動(dòng)C.雨滴下落的過程是自由落體運(yùn)動(dòng)D.從水龍頭上滴落的水滴的下落過程，可以近似看成自由落體運(yùn)動(dòng)思路探究自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型，實(shí)際問題中當(dāng)阻力相對(duì)于重力可以忽略時(shí)，才可以把物體由靜止下落的運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)。解析所有物體在同一地點(diǎn)的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大小無關(guān)，解析所有物體在同一地點(diǎn)的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大小無關(guān)，A錯(cuò)誤；從水平飛行的飛機(jī)上釋放的物體，具有水平初速度，不是自由落體運(yùn)動(dòng)，落過程所受空氣阻力與速度大小有關(guān)，速度增大時(shí)阻力增大，雨滴速度增大到一定值落過程所受空氣阻力與速度大小有關(guān)，速度增大時(shí)阻力增大，雨滴速度增大到一定值C錯(cuò)誤；從水龍頭上滴落C錯(cuò)誤；從水龍頭上滴落D正確。的水滴所受的空氣阻力與重力相比可忽略不計(jì)，可認(rèn)為只受重力作用，答案D方法總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度為g,g的大小與重力大小無關(guān)。所有的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。但要注意，當(dāng)問題指明（或有暗示）空氣阻力不能忽略時(shí)，物體從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)就不再是自由落體運(yùn)動(dòng)。［針對(duì)訓(xùn)練1］（2018.昆明高一檢測）（多選）關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）A.豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)B.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D.熟透的蘋果從樹枝開始自由下落的運(yùn)動(dòng)可被視為自由落體運(yùn)動(dòng)解析物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是初速度為零且只受重力作用， A錯(cuò)誤，C正確；所有物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度均為 g,□□□□□□□□□□□□□□□□□動(dòng)，B正確；□□□□□□□□□□□□□□□□□□□, □□□□□□□□□□□,可以忽略該阻力，故可將該過程視為自由落體運(yùn)動(dòng)， D正確。答案BCD自由落體加速度自由落體加速度［要點(diǎn)歸納］.對(duì)自由落體加速度的理解(1)產(chǎn)生原因：地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。(2)大?。号c在地球上的緯度以及距地面的高度有關(guān)：與緯度的關(guān)系在地球表面上，重力加口速度隨緯度的增加而增大，即赤道處重力加口速度最小，兩極處重力加口速度最大，但差別很小與高度的關(guān)系在地面上的同一地點(diǎn)，重力加速度隨高度的增加而減小。但在一定的高度內(nèi)，可認(rèn)為重力加速度的大小不變(3)方向：豎直向下。由于地球是一個(gè)球體，各處的重力加速度的方向是不同的。特別提醒(1)我們?cè)谘芯孔杂陕潴w運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體下落的高度不太高，一般認(rèn)為重力加速度大小不變。(2)重力加速度的方向既不能說是“垂直向下”，也不能說是“指向地心”，只有在赤道或兩極時(shí)重力加速度才指向地心。.測定重力加速度的方法(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)利用頻閃照片，或利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能夠把做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的位置和相應(yīng)的時(shí)刻記錄下來。根據(jù)對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究，測量物體下落的加速度，進(jìn)而研究自由落體運(yùn)動(dòng)是否是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以證實(shí)猜想。(2)實(shí)驗(yàn)方法①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法a.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，紙帶一端系著重物，另一端穿

過計(jì)時(shí)器。用夾子夾住紙帶，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，松開夾子后重物自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一串小點(diǎn)。b.對(duì)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離X進(jìn)行測量，利用b.對(duì)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離X進(jìn)行測量，利用ghn－h(huán)n－1T2求出重力加速度。特別提醒(1)為盡量減小空氣阻力的影響，重物應(yīng)選密度大的，如鐵錘等。(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)豎直固定好。(3)重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器釋放，且要先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再放開重物。(4)改變重物的質(zhì)量，重復(fù)打出幾條紙帶。⑸選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2mm的紙帶分析探究。②頻閃照相法頻閃照相機(jī)可以每間隔相等的時(shí)間拍攝一次，利用頻閃照相機(jī)可追蹤記錄做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的位置，根據(jù)Ax是否為恒量，可判斷自由落體運(yùn)動(dòng)是否為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Ax=aT可求出重力加速度g=T。由g=三vt也可求出重力加速度g。③滴水法a.如圖所示，讓水滴自水龍頭滴下，在水龍頭正下方放一個(gè)盤，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地滴下，并調(diào)節(jié)使第一滴水碰到盤的瞬間，第二滴水正好從水龍頭開始下落，并且能依次持續(xù)下去。b.用刻度尺測出水龍頭距盤面的高度h。c.測出每滴水下落的時(shí)間T，其方法是：當(dāng)聽到某一滴水滴落在盤上的同時(shí)，開啟停表開始計(jì)時(shí)，之后每落下一滴水依次計(jì)數(shù)1、2、3、…，當(dāng)數(shù)到n時(shí)按下停表停止計(jì)時(shí)，則每一滴水下落的時(shí)間T=t。n12h2n2hd.由h—2gT,得g—T2=~~^2~。特別提醒

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法的誤差主要來自阻力的影響和測量誤差。（2）頻閃照相法和滴水法的誤差主要是測量誤差。［精典示例］2]圖1中（甲卜（乙）兩圖都是使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、夾子胃紙帶一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器?16打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、夾子胃紙帶一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器?16（甲） （乙） （丙）圖1（1）（甲）、（乙）兩圖相比較，圖 所示的裝置更合理。（2）（丙）圖是采用較合理的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中打出的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5…經(jīng)測量，第15至第17點(diǎn)間的距離為11.70 cm，第1至第16點(diǎn)間距離為43.88cm，則打下第16個(gè)點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度大小為m/s，測出的重力加速度值為g=m/s2。（要求保留三位有效數(shù)字）思路探究（1）實(shí)驗(yàn)中