自由落體運(yùn)動(dòng)+高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

課堂引入

從高處到低處的下落運(yùn)動(dòng)叫作“落體運(yùn)動(dòng)”。第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究2.4

自由落體運(yùn)動(dòng)

拿一顆玻璃球和一張紙巾，讓玻璃球和紙巾在同樣的高度落下，看看哪一個(gè)下落得快？實(shí)驗(yàn)觀察

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：玻璃球比紙巾下落得快。歷史上對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究亞里士多德（Aristotole)

兩千多年前，古希臘學(xué)者亞里士多德，通過平常觀察到的事實(shí)，例如一塊石頭比一片樹葉下落得快些，認(rèn)為物體下落的快慢與它的輕重有關(guān)。

他的這一觀點(diǎn)符合人們的生話經(jīng)驗(yàn)，以至于其后兩千年的時(shí)間，大家都奉為經(jīng)典。重的快！歷史上對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究v12>8v1=8v2=44<v12<8伽利略（1564-1642）如果越重的物體下落越快矛盾伽利略邏輯實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一：兩張一樣的紙巾，從同一高度下落實(shí)驗(yàn)探究

思考：質(zhì)量不變的紙巾前后兩次實(shí)驗(yàn)的下落速度不同，那么到底是什么因素造成了這種結(jié)果呢？

實(shí)驗(yàn)二：兩張一樣的紙巾，其中一張揉成紙團(tuán)，從同一高度下落與空氣的接觸面積不同。

猜測(cè)：空氣阻力是影響物體下落快慢的主要因素。實(shí)驗(yàn)探究

牛頓管探究：無空氣影響時(shí)，物體下落的快慢？

操作一：未抽出空氣，請(qǐng)同學(xué)們觀察羽毛、木片和鐵片同時(shí)落下后的下落情況。

操作二：抽出大部分空氣，繼續(xù)觀察羽毛、木片和鐵片的下落情況。

操作三：抽出全部空氣，觀察羽毛、木片和鐵片的下落情況。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)條件控制實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1未抽出空氣2抽出大部分空氣3抽出全部空氣羽毛下落得很慢速度接近相同

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在完全沒有空氣阻力的情況下，輕重物體下落的一樣快。實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)

通過上面的實(shí)驗(yàn)可以看出：物體下落的快慢與質(zhì)量無關(guān)，下落得快慢不同是空氣阻力造成的。G鐵片f鐵片G羽毛f羽毛空氣阻力對(duì)質(zhì)量小的物體影響更大。自由落體運(yùn)動(dòng)

1.定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。2.條件：（1）只受重力作用（2）初速度v0=0

思考：我們的生活中存在這樣的運(yùn)動(dòng)嗎？哪個(gè)物體在下落時(shí)能只受重力作用？理想模型：自由落體運(yùn)動(dòng)只有在真空中才能發(fā)生。實(shí)際生活中，當(dāng)空氣阻力的作用比較小的情況下，我們可以把物體的下落近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。自由落體運(yùn)動(dòng)

從前面的實(shí)驗(yàn)中我們看到，物體自由下落的速度越來越快，那么自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)呢？研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究自然界的規(guī)律是簡(jiǎn)潔明了的。自由落體運(yùn)動(dòng)最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)速度均勻變化對(duì)時(shí)間均勻相等時(shí)間,速度變化相等研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律猜想：自由落體運(yùn)動(dòng)

是勻變速運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律銅球沿斜面運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

如果要延續(xù)伽利略的實(shí)驗(yàn)思路來探究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，需要解決哪個(gè)問題？

我們學(xué)過的哪個(gè)儀器可以解決計(jì)時(shí)的問題？

計(jì)時(shí)

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

思考：怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.實(shí)驗(yàn)器材鉤碼拖著紙帶豎直下落時(shí)，如果阻力比鉤碼的重力小得多，可近似認(rèn)為鉤碼在做自由落體運(yùn)動(dòng)。2.實(shí)驗(yàn)原理電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉤碼、紙帶、復(fù)寫紙、鐵架臺(tái)、固定夾、夾子、交流電源、毫米刻度尺。研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律3.實(shí)驗(yàn)步驟1．裝好電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；2．將紙帶一端穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，另一端通過夾子和鉤碼相連，同時(shí)將紙帶拉至最高點(diǎn)；3．兩人配合，先打開電源，再釋放紙帶；4．立刻關(guān)閉電源。研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律4.數(shù)據(jù)處理選打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量出紙帶上計(jì)時(shí)起點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，并填入表格。

運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/st2/s2運(yùn)動(dòng)位移x/m0-00-10-20-30-400.040.080.120.16000.00160.00640.01440.02560.00750.02980.06770.1270研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律4.數(shù)據(jù)處理t2/s2運(yùn)動(dòng)位移x/m000.00160.00640.01440.02560.00750.02980.06770.1270研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律4.數(shù)據(jù)處理利用公式：

，可知，如果自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/st2/s2運(yùn)動(dòng)位移x/m2x/t2

0-10-20-30-40.020.040.060.080.00160.00640.01440.02560.00750.02980.06770.12709.3759.3169.4019.406研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度恒定(約為9.8m/s2，與物體的質(zhì)量無關(guān))的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。自由落體加速度

1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同，這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度。2.符號(hào)：g

3.方向：豎直向下

4.大?。阂话闳?.8m/s2，粗略取10m/s2

思考：任何地方的g都是相同的嗎？不同地點(diǎn)重力加速度地點(diǎn)緯度g（m/s2）赤道0°9.780廣州23°06'9.788武漢30°33'9.794上海31°12'9.794東京35°43'9.798北京39°56'9.801紐約40°40'9.803北極90°9.832地球表面不同地點(diǎn)，g值有所不同。緯度越高，g值越大。g極地>g赤道同一地點(diǎn)不同高度，g值有所不同。高度越高，g值越小。g低>g高思考：觀察下表，你發(fā)現(xiàn)了什么？自由落