2.4 自由落體運(yùn)動(dòng)-【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊(cè)課件

4自由落體運(yùn)動(dòng)一、自由落體運(yùn)動(dòng)根據(jù)仔細(xì)的分析，伽利略認(rèn)為物體下落的運(yùn)動(dòng)只有一種可能性：重的物體與輕的物體應(yīng)該下落得同樣快。1、研究輕重不同的物體下落的情況

如圖2.4-1甲，一個(gè)兩端封閉的玻璃管（也稱牛頓管），其中一端有一個(gè)開關(guān)，玻璃管可以與外界相通。把質(zhì)量不相同的鐵片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時(shí)開始下落，觀察物體下落的情況。如圖2.4-1乙，把玻璃管里的空氣抽出去，再次觀察物體下落的情況。2、自由落體運(yùn)動(dòng)的定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型，只有當(dāng)自由下落物體所受空氣阻力可以忽略時(shí)可看做自由落體．物體的運(yùn)動(dòng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件才可以稱為自由落體運(yùn)動(dòng)（1）物體的初速度為零（2）物體只受重力，不受空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì)由上面的實(shí)驗(yàn)我們可以看到，自由落體運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)。那么，它的加速度在下落過程中是否變化呢？二、自由落體的加速度

若SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=SⅣ-SⅢ=SⅤ-SⅣ=△S在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是定值，就可以說明此運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)。1.081.091.091.09初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)取點(diǎn)ABCDEF

連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移（cm)SⅠ

=1.64SⅡ

=2.72SⅢ=3.81SⅣ=4.90SⅤ=5.99連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差（cm)SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=SⅣ-SⅢ=規(guī)律SⅤ-SⅣ=對(duì)不同物體進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度叫作自由落體加速度（free-fallacceleration），也叫作重力加速度（gravitationalacceleration），通常用g表示。重力加速度的方向豎直向下，它的大小可以通過多種方法用實(shí)驗(yàn)測(cè)定。精確的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。在赤道的海平面處g為9.780m/s2，在北京g為9.801m/s2。在一般的計(jì)算中，g可以取9.8m/s2或10m/s2。與緯度的關(guān)系在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大，即赤道處重力加速度最小，兩極處重力加速度最大，但差別不大與高度的關(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。但在不太高的高度內(nèi)，可認(rèn)為重力加速度的大小不變自由落體加速度(重力加速度）1．定義：重力加速度又叫自由落體加速度，通常用g來表示．2．重力加速度的方向總是豎直向下．3．在同一地點(diǎn)，一切物體的重力加速度都相同．4．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)極處重力加速度最大；物體所處地理位置的緯度越大，重力加速度越大．5．一般的計(jì)算中，可以取g＝9.8m/s2，或g＝10m/s2. 特別提醒：①重力加速度的方向?yàn)樨Q直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂線來確定．②滿足自由落體運(yùn)動(dòng)的條件有兩個(gè)：只受重力作用和從靜止開始下落．用手機(jī)測(cè)自由落體加速度例題：關(guān)于物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度g值，下列說法中正確的是()A．重的物體g值大B．同一地點(diǎn)，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值在赤道處大于北極處解析：g值與物體輕重?zé)o關(guān)，A錯(cuò)誤，B正確；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道處小于北極處，C、D錯(cuò)誤。三、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律1．運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是初速度v0＝0，加速度a＝g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．2．自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律測(cè)反應(yīng)時(shí)間操作：一個(gè)人捏住尺子的上端，保持直尺豎直不動(dòng)，另一個(gè)人手指呈捏的姿勢(shì)，在直尺的下端零刻度處等待。前者釋放，后者捏住。注意后者要緊盯著前者的手，且在捏的過程中手不能上下移動(dòng)。讀數(shù)：直尺下落的距離，即后者所捏處的刻度值。處理：根據(jù)位移公式可計(jì)算出直尺下落的時(shí)間。原理:人的反應(yīng)時(shí)間等于直尺下落的時(shí)間自由落體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究1．問題發(fā)現(xiàn)亞里士多德觀點(diǎn)：重物下落得快，輕物下落得慢．矛盾：把重物和輕物捆在一起下落，會(huì)得出兩種矛盾的結(jié)論．伽利略觀點(diǎn)：重物與輕物下落得一樣快．2．猜想與假說伽利略猜想落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，并指出這種運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的假說．3．理想斜面實(shí)驗(yàn)(1)如果速度隨時(shí)間的變化是均勻的，初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移x與運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t的平方成正比，即x∝t

2.(2)讓小球從斜面上的不同位置由靜止?jié)L下，測(cè)出小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移x和所用的時(shí)間t.(3)斜面傾角一定時(shí)，判斷x∝t

2是否成立．(4)改變小球的質(zhì)量，判斷x∝t

2是否成立．(5)將斜面傾角外推到θ＝90°情況——小球自由下落，認(rèn)為小球仍會(huì)做勻加速

運(yùn)動(dòng)，從而得到了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．4．伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法：把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來．他給出了科學(xué)研究過程的基本要素：對(duì)現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯得出推論→通過實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)→對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣．介紹：豎直上拋1、定義：將物體以一定的初速度沿豎直方向向上拋出的運(yùn)動(dòng)，叫豎直上