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2.4 自由落體運動
教學重點：理解掌握自由落體運動的規律，及豎直上拋運動和下拋運動的相關過程的理解
教學難點：自由落體運動的規律及相關公式的推導
比薩斜塔實驗：1590年的一天清晨，比薩大學的教授們穿著紫色的長袍，準備看著伽利略出丑，伽利略不慌不忙的登上斜塔，一只手拿著10磅重的鉛球，另一只手拿著1磅重的鉛球，他大聲的說道：砸死你們狗日的。說完，兩只手同時松開，把兩只鉛球同時從塔上同一高度拋下。奇跡出現了，兩個重量不同的小球同時落地。為什么說是奇跡呢？因為該實驗打破了統治兩千多年的由亞里士多德提出的重的物體先落地的常識。那么平時我們也可以看到一塊石頭比一片樹葉落得快些，即重的物體落得快，但是伽利略就提出了疑問，既然石頭落得比樹葉落得快，那么把樹葉綁在石頭上，樹葉會拖著石頭，使石頭速度變慢，但是整體上石頭和樹葉綁在一塊重量變大，下落按常識應該是變快的，出現了兩種相互矛盾的結論，那么輕重不同的物體的運動情況到底是怎么樣的？
自由落體實驗研究
將羽毛和其他物體都放在一透明試管中，發現羽毛下落的慢
用抽氣機將管內抽成真空，羽毛和其他物體下落快慢是相同的
實驗分析：在真空環境下，羽毛和物體只受重力作用下落，快慢一樣；在有空氣的環境下，羽毛和物體下落時會受到空氣 力的作用，不可忽略，下落快慢就會不同
自由落體運動概念
物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動，稱為自由落體運動
空氣阻力的影響小，或者可以忽略時，也可以將此時物體的下落稱之為自由落體運動。
二、自由落體運動的運動實質
做自由落體的物體運動情況是什么呢？是下落速度越來越快，還是越來越慢呢？在物理學上，是屬于勻速運動還是勻變速運動還是變速運動呢？
用打點計時器做重物自由落體實驗，為了避免空氣阻力的影響，重物盡量
（重/輕），重物盡量 （小/大）
通過觀察紙條上的點和能計算出各點的加速度大小基本是相等的，即做自由落體的物體所做的運動為初速度為0的勻加速直線運動。此為自由落體運動的實質。
三、自由落體加速度規律
科學家在地球上不同地點做過多次實驗，發現
1、在同一地點處，一切物體自由下落的加速度相同，把這個加速度稱為自由落體加速度或者重力加速度，用g表示
2、同一物體在地球不同位置的重力加速度g不同，從赤道向南北兩極極點處隨緯度的增加而增大。
3、一般計算中， 加速度g取9.8m/s2，粗略計算或者題目有提示時，重力加速度g取10m/s2。方向豎直向下。
4、若存在恒定的空氣阻力，仍可看做自由落體運動，只是加速度不再為
四、自由落體運動公式
既然自由落體為初速度為零的勻加速直線運動，那么勻變速直線運動公式也適用于自由落體運動
勻變速直線運動 自由落體運動
速度公式
位移公式
位移速度關系式
平均速度公式
例題：從離地500m的空中自由落下一個小球，取g=10m/s2，求小球經過多長時間落到地面？最后一秒的位移是多少
解：
豎直上拋運動
1、將物體以一定的初速度V0豎直向上拋出，物體只在 作用下所做的運動叫做豎直上拋運動。其也為勻變速直線運動。初速度V0方向 ；加速度大小為重力加速度g， 方向
分析運動過程
①上升過程：初速度V0，加速度a=—g，末速度為0的勻減速直線運動，上升到最高點的速度為0
②下落過程：初速度為0的勻加速直線運動，加速度為重力加速度g，也就是 運動
運動規律
取豎直向上的方向為正方向，有
Vt=V0-gt
上述公式上升和下降過程都適用
豎直上拋運動的初速度為V0，上升的最大高度為 ，上升到最高點所花的時間 ，回到拋出點所花的時間 ，回到拋出點的速度
豎直上拋運動的對稱性
速度對稱，上升和下降在同一位置的速度相等
時間對稱，上升和下降的同一位置到最高點的時間相同
練習：某同學身高1.8m，在運動會上參加跳高比賽．他采用背躍式跳高，起跳后身體橫著恰能越過1.8m高度的橫桿，據此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為（　　）
A．1m/s B．2m/s C．5m/s D．10m/s
六：豎直下拋運動
定義：將物體以一定的初速度豎直向下拋出，物體只在重力作用下的運動，加速度a=g，與速度v同向
本質：自由落體運動的一部分
運動規律：
Vt=V0 gt
練習：
1．（6分）物體從距地面100米的高空自由落下（不計空氣阻力，且g取10m/s2）。若將100m分成5段，第一種分法是將時間等分，第二段時間內經過的位移為h，第二種分法是將位移等分，經過第二段位移所用的時間為t，則h和t的值應是（　　）
A．h＝4m，t＝2s B．h＝4m，t＝0.41s
C．h＝12m，t＝0.83s D．h＝12m，t＝2s
2．（6分）將一物體以某一初速度豎直上拋（不計空氣阻力），圖中哪幅能正確表示物體在整個運動過程中的速度v與時間t的關系（以向上為正方向）（　　）
A． B．
C． D．
3．（6分）某人不小心將手機從井口掉落，1.5s后看到手機砸擊水面濺起浪花，若不計手機掉落時的初速度和人的判斷所需的反應時間，則井口到水面的深度大約為（　　）
A．2m B．6m C．11m D．18m
4．（6分）某同學在墻前連續拍照時，恰好有一小白色重物從墻前的某高處由靜止落下，拍攝到重物下落過程中的一張照片如圖所示。由于重物的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知每層磚的平均厚度為6.0cm，這個照相機的曝光時間為2.0×10﹣2s，則（　　）
A．石子下落到A位置時的速度約為60m/s
B．石子下落到A位置時的速度約為12m/s
C．石子下落到A位置所需的時間約為0.6s
D．石子下落到A位置所需的時間約為1.2s
5．（6分）一物體從離地H高處自由下落，經過時間t 落地．則當它下落時，離地的高度為（　　）
A．H B．H C．H D．H
6．（6分）在離地面高h處，沿豎直方向同時向上和向下拋出兩個小球，它們的初速度大小均為v，不計空氣阻力，兩球落地的時間差為（　　）
A． B． C． D．
7．（多選）關于重力和自由落體加速度，下列說法正確的是（　　）
A．物體所受重力的方向總是豎直向下
B．物體所受重力的施力物體是地球
C．地球表面的自由落體加速度隨緯度的增大而減小
D．質量大的物體受到的重力大，所以自由落體加速度也大

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