資源簡介

(共38張PPT)
2.4自由落體運動
分析生活中的下落現象
1.知道自由落體運動的條件、性質和特點
2.掌握自由落體運動的規律并能解決相關實際問題
3.會通過實驗測定自由落體運動的加速度，知道在地球上不同地方，重力加速度的大小不同
4.了解伽利略對自由落體運動的研究方法，領會伽利略的科學思想
學習目標
亞里士多德
(Aristotle，前384—322)
伽利略
(GalileoGalilei，1564—1642)
物理學史：跨越時空的對話
不一定！
重的快！
兩位偉人的思想撞擊
v12>8m/s
v1=8m/s
v2=4m/s
4m/s矛盾！
如果“重快輕慢”是正確的：
邏輯的力量！
亞里士多德
伽利略
1、這些落體運動有什么相同點，有什么不同點？
都從靜止開始下落，下落的快慢不同，羽毛下落的慢
2、什么因素影響物體下落的快慢？
空氣阻力
3、落體運動有怎樣的運動規律？
問題
想一想
如果沒有空氣阻力的影響，輕重不同的物體下落的快慢會是什么情況呢 ？
想一想
如果沒有空氣阻力的影響，輕重不同的物體下落的快慢會是什么情況呢 ？
做一做
想一想
如果沒有空氣阻力的影響，輕重不同的物體下落的快慢會是什么情況呢 ？
——如果沒有空氣阻力的影響，所以物體下落的快慢會是相同的！
自由落體運動
1、定義：
物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。
2、條件：
（1）初速度為0 （2）只受重力作用(受力的唯一性）
自由落體運動的定義及條件
（3）當空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，從靜止開始下落的物體可視為自由落體運動。
☆交流討論
（1）如何測量自由落體運動的加速度？有哪些實驗步驟？
（2）自由落體加速度有什么特點？
研究自由落體運動規律
☆梳理深化
【實驗原理】
【實驗裝置】
重物拖著紙帶豎直下落時,如果紙帶阻力和空氣阻力比重物的重力小得多,可近似認為重物做自由落體運動.
把打點計時器豎直固定在鐵架臺上,使兩個紙帶限位孔上下對齊,如圖所示.
【實驗步驟】
①把打點計時器豎直固定在鐵架臺上,連接好電源.
②把紙帶穿過兩個紙帶限位孔,下端用鐵夾連到重物上,讓重物靠近打點計時器.
③用手捏住紙帶上端,把紙帶拉成豎直狀態,打開打點計時器電源,松開手讓重物和紙帶自由下落.
④重復幾次,選取一條點跡清晰的紙帶分析計算.
【注意事項】
①打點計時器安裝時要使兩限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力.
②應選用質量和密度較大的重物，可使阻力的影響相對減小.
③應先接通電源，待打點計時器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落.
④手捏紙帶松手之前，不要晃動，保證打出的第一個點清晰.
⑤多打幾條紙帶，選取所打點跡清晰、成一條直線的紙帶進行研究.
【數據處理】
在“研究自由落體運動”的實驗中，用打點計時器記錄紙帶運動的時間。計時器所用電源的頻率為50Hz，圖為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數點間都有一個點未畫出（T=2×0.02s=0.04s），按時間順序取0、1、2、3、4、5、6七個計數點，用米尺量出1、2、3、4、5、6點分別到0點的距離如圖所示（單位：cm）。
自由落體加速度
大量實驗結果表明，在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用用g表示
重力加速度方向豎直向下
自由落體加速度
大量實驗結果表明，在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用用g表示
重力加速度方向豎直向下
大?。阂话鉭 =9.8m/s2，粗略計算g=10m/s2。
兩極 g偏大，赤道g偏小
勻變速直線運動
速度公式
位移公式
位移速度公式
平均速度公式
自由落體運動
自由落體運動的規律
自由落體運動的規律
伽利略對自由落體運動的研究
自然界是簡單的，自然界的規律也是簡單的。速度應該是均勻變化的
——伽利略
猜想與假說
隨時間均勻變化？
隨位移均勻變化？
伽利略對自由落體運動的研究
困難一：速度無法直接測量
突破：間接驗證
方案設計
x∝t2
若v0=0，v∝t
伽利略對自由落體運動的研究
困難二：落體運動時間太快，無法準確測量
突破：利用斜面“沖淡” 重力
方案設計
使其加速度減小
伽利略對自由落體運動的研究
復原的伽利略實驗裝置
伽利略對自由落體運動的研究
結論：小球在斜面上做勻加速直線運動
質量不同的小球從同一斜面下落，加速度相同
伽利略對自由落體運動的研究
伽利略的研究方法
對現象的一般觀察
提出假設
運用邏輯得出結論
推廣
實驗驗證
修正
做一做：你能捏住它么？
想一想
從實驗樓7樓樓頂釋放一個鉛球，請你們估算：從開始運動起，它在1s,2s,3s內下落的位移分別為多少？
1.（多選）關于自由落體運動，下列說法正確的是（ ）
A．初速度為零、豎直向下的勻加速直線運動是自由落體運動
B．僅在重力作用下的運動叫自由落體運動
C．物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動
D．當空氣阻力的作用較小，可以忽略不計時，物體由靜止開始自由下落的運動可視為自由落體運動
CD
課堂訓練
【答案】CD
【詳解】自由落體運動是物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動，它的初速度為零。若空氣阻力比較小，可以忽略不計時，物體由靜止開始自由下落可視為自由落體運動。故正確答案為C、D
2.一個物體從h高處自由下落（空氣阻力不計），所用的時間是3s，（g取10 m/s2）
（1）求物體下落的高度h
（2）落地時速度的大小
（3）物體下落最后1 s內的位移
課堂訓練
【答案】（1）45m（2）30 m/s（3）25 m
【詳解】（1）由題意可知，物體做自由落體運動，所以物體下落高度為
（2）落地時速度為v＝gt＝10×3＝30m/s
（3）前2s內的位移為 ，所以最后1s內的位移為x＝h－h′＝45－20＝25m
3.（多選）關于重力加速度的下列說法中正確的是（ ）
A．重力加速度g是標量，只有大小，沒有方向，通常計算中g取9.8m/s2
B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它們相差不是很大
C．在地球上同一地點同一高度，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同
D．在地球上的同一地方，離地面高度越大，重力加速度g越小
BCD
課堂訓練
【答案】BCD
【詳解】重力加速度是矢量，方向豎直向下，與重力的方向相同。在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8m/s2左右，故A錯誤、B正確；在地球表面同一地點同一高度，g的值都相同，但隨著高度的增大，g的值逐漸減小，故C、D正確
4.關于伽利略對自由落體運動的研究，說法不正確的是(　　)
A．在同一地點，重的物體和輕的物體下落一樣快
B．伽利略猜想運動速度與下落時間成正比，并直接用實驗進行了驗證
C．伽利略通過數學推演并用小球在斜面上驗證了位移與時間的平方成正比
D．伽利略思想方法的核心是把實驗和邏輯推理(包括數學推演)和諧地結合起來
B
課堂訓練
【答案】B
【詳解】伽利略認為，在同一地點，重的物體和輕的物體應該下落得同樣快，故A正確。伽利略猜想自由落體的運動速度與下落時間成正比，并未直接進行驗證，而是在斜面實驗的基礎上進行合理外推得到的，故B錯誤。伽利略通過數學推演并用小球在斜面上驗證了位移與時間的平方成正比，故C正確。伽利略斜面實驗的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特的方法在實驗的基礎上，進行理想化推理，伽利略思想方法的核心是把實驗和邏輯推理(包括數學推演)和諧地結合起來，故D正確
感謝聆聽！

展開更多......

收起↑