56自由落體運(yùn)動(dòng)伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

5、6

自由落體運(yùn)動(dòng)

伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究常見(jiàn)的落體運(yùn)動(dòng)遵循什么運(yùn)動(dòng)規(guī)律呢？測(cè)定反應(yīng)時(shí)間的物理原理是什么？1.知道自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能利用規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。(重點(diǎn)、難點(diǎn))

2.理解自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度概念，知道其方向。3.了解伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，領(lǐng)悟理想化的思維方法和價(jià)值。演示實(shí)驗(yàn)一：石頭與紙片分別從同一高度由靜止開(kāi)始同時(shí)下落實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：探究一：什么是自由落體運(yùn)動(dòng)？演示實(shí)驗(yàn)二:取兩張相同紙，一張揉成一團(tuán)，兩者同時(shí)下落演示實(shí)驗(yàn)三:取半張紙與一張紙，半張的揉成一團(tuán)，兩者同時(shí)下落思考:1、是什么原因造成的呢？2、如果沒(méi)有空氣阻力，又會(huì)是什么樣子呢？

演示實(shí)驗(yàn)四:

牛頓管內(nèi)物體的下落實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在沒(méi)有空氣阻力的情況下，輕重物體下落的一樣快。總結(jié):

1.自由落體運(yùn)動(dòng)的定義:物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)

2.做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件:(1)只受重力(2)初速度為零

探究一：什么是自由落體運(yùn)動(dòng)？?jī)蓷l件缺一不可理想化模型例1.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．自由落體運(yùn)動(dòng)是物體沿豎直方向下落的運(yùn)動(dòng)B．自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)C．理想的自由落體運(yùn)動(dòng)只有在沒(méi)有空氣的空間里才能發(fā)生D．在有空氣阻力時(shí)，只要空氣阻力不變，物體仍可做自由落體運(yùn)動(dòng)

BC探究二：自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)問(wèn)題提出：科學(xué)猜想：方案設(shè)計(jì)：信息采集：分析論證：小組交流：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種怎樣的運(yùn)動(dòng)?自由落體運(yùn)動(dòng)是勻速、勻變速還是變加速直線運(yùn)動(dòng)？打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶夾子重物Δx=aT2v-t圖象法x-t圖象法a=9.8m/s2········134562信息采集：分析論證：小組交流：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：探究二：自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)不同地點(diǎn)的自由落體加速度g的值:地點(diǎn)緯度重力加速度赤道0°9.780廣州23°06′9.788武漢30°12′9.794上海31°06′9.794東京35°43′9.798北京39°56′9.801紐約40°40′9.803莫斯科55°45′9.816北極90°9.832通常的計(jì)算中一般都取g=9.8m/s2，在粗略的計(jì)算中還可以取g=10m/s2。隨緯度升高，重力加速度增大總結(jié):自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：對(duì)重力加速度g的理解：1.同一地點(diǎn)，任何物體的自由落體加速度相同，跟物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。2.重力加速度的方向始終豎直向下，大小跟高度和緯度有關(guān)。3.地面附近通常取g=9.8m/s2，計(jì)算時(shí)可取10m/s2。0g探究二：自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)例2.以下對(duì)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是()A.物體開(kāi)始下落時(shí)，速度為零，加速度也為零B.物體下落過(guò)程中速度增加，加速度保持不變C.物體下落過(guò)程中，速度和加速度同時(shí)增大D.物體下落過(guò)程中，速度的變化率是個(gè)恒量BD練習(xí).圖1所示的各v－t圖像能正確反映自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的是()

BDa=gv0=0探究三：自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用1.規(guī)律:測(cè)反應(yīng)時(shí)間人從發(fā)現(xiàn)情況到做出反應(yīng)所需的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間2.應(yīng)用例4.在汶川大地震中，一架直升飛機(jī)在災(zāi)區(qū)某地上空做定點(diǎn)空投救災(zāi)物資，已知每隔1秒釋放一包物資,當(dāng)?shù)?包物資剛著地時(shí),第五包剛好離開(kāi)機(jī)艙開(kāi)始下落。(g=10m/s2)求:(1)直升飛機(jī)距離地面的高度。(2)第一包與第二包之間的距離。解析:(1)(2)第一包下落的高度：第二包下落的高度：第一、二包之間的距離：1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學(xué)說(shuō)，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究物體越重下落越快研究方法：觀察——思考(直覺(jué))研究方法：觀察——實(shí)驗(yàn)(對(duì)比實(shí)驗(yàn))——理性思維。

亞里士多德伽利略生活現(xiàn)象：伽利略假設(shè)：重的物體下落得快結(jié)論：重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快?vvv【巧妙推理】若v0＝0,且必有t1x1t1x2t1x33x15x1困難二：落體運(yùn)動(dòng)太快，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)間突破：“沖淡”重力，使其加速度減小困難一：速度無(wú)法直接測(cè)量突破：間接驗(yàn)證【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】伽利略設(shè)計(jì)的斜面實(shí)驗(yàn)器材.過(guò)程實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①_____________________②________________________________小球做勻加速運(yùn)動(dòng)同斜面，不同小球，加速度相同【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】質(zhì)量不同的小球從同一斜面下落，加速度相同；增大斜面傾角，加速度變大；傾角很大，接近落體運(yùn)動(dòng)→傾角90°,就是自由落體運(yùn)動(dòng)！對(duì)現(xiàn)象的一般觀察提出假設(shè)運(yùn)用邏輯得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證修正推廣伽利略的研究之路超越伽利略現(xiàn)在我們不必用斜面來(lái)“沖淡重力”，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.用“自由落體頻閃照片”求加速度2.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究紙帶求加速度3.其他方法(測(cè)速器等)定義：

特點(diǎn)：物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)

g的方向：變化特點(diǎn)：①只受重力②

v0=0性質(zhì)：初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)g的大小：g=9.8m/s2

自由落體運(yùn)動(dòng)重力加速度規(guī)律隨地理緯度的增加而增大豎直向下1.甲物體的質(zhì)量是乙物體質(zhì)量的2倍，甲從H高處自由

落下，乙從2H高處與甲同時(shí)自由落下，下面說(shuō)法中正

確的是()

A.下落過(guò)程中下落1s末，甲的速度比乙的速度大

B.下落過(guò)程中第1s末，它們的速度相同

C.下落過(guò)程中各自下落1m，它們的速度相同

D.下落過(guò)程中，甲的加速度比乙的大BC2．從塔頂釋放一個(gè)小球A,1s后從同一地點(diǎn)再釋放一個(gè)小球B，設(shè)兩球都做自由落體運(yùn)動(dòng)，則落地前，A、B兩球之間的距離(

)A．保持不變 B．不斷增大C．不斷減小 D．有時(shí)增大，有時(shí)減小解析：選B。設(shè)B球運(yùn)動(dòng)了時(shí)間t，則hB＝gt2/2，hA

＝g(t＋1)2/2.A、B兩球間的距離h＝hA－h(huán)B＝g(2t＋1)/2，可見(jiàn)A、B兩球間距離h隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大，故B項(xiàng)正確。B3.水滴由屋檐自由下落，當(dāng)它通過(guò)屋檐下高為1.4m的窗戶(hù)時(shí)，用時(shí)0.2s，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求窗臺(tái)下沿距屋檐的高度。提示：可以用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：求解答案：3.2m4