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第二章 勻變速直線運動的研究
2.4 自由落體運動
生活中的下落現象
物體下落快慢與什么有關？
二千多年前，古希臘哲學家亞里士多德認為物體下落的快慢跟它的輕重有關， 物體下落的快慢是由物體本身的重量決定的，物體越重，下落得越快；反之，則下落得越慢。
亞里士多德
重物被輕物拖累
重物輕物
綁一起更重
邏輯的力量
亞里士多德
v12＞8
v1=8
v2=4
4結論與假設
出現了矛盾！
物體下落的快慢是由物體本身的重量決定的，物體越重，下落得越快；反之，則下落得越慢。
伽利略
老亞，你錯了
探究：什么因素影響物體下落的快慢呢？
實驗一
重量大的硬幣和輕薄紙片誰下落得快
相同的兩張紙，同一高度同時釋放，
那紙團與一張紙呢？
實驗二
重量大的硬幣，下落的快
紙團下落的快
原因：空氣阻力對下落快慢的影響
如果沒有空氣阻力只在重力作用下呢？
空氣中，羽毛受到的空氣阻力大，所以下落比鐵片慢。
真空中，羽毛與鐵片下落快慢相同，說明下落快慢與輕重無關。
實驗結論：物體下落的快慢與輕重無關，影響落體快慢的因素是空氣阻力.
一、自由落體運動
1、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。
（2）特點：只受重力、v0=0
理想化物理模型
（3）近似條件：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。
例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，物體由靜止開始的
自由下落的運動可視為自由落體運動
CD
二、研究自由落體運動的規律
問題2：根據以上的實驗，可以看出，自由落體運動是初速度為零的加速運動。
那么，它的加速度在下落過程中是否變化？
勻加速？變加速？
猜想：自由落體是勻變速直線運動。
實驗探究：自由落體運動的性質
實驗目的：1.研究自由落體運動是否為勻變速直線運動；
2.如果是勻變速直線運動，測定其加速度。
實驗儀器
紙帶
夾子
重物
打點計時器
二、實驗：研究自由落體運動的規律
a1 =9.70m/s2
a2 =9.67m/s2
a3 =9.66m/s2
二、實驗：研究自由落體運動的規律
實驗測得的物體下落的加速度：
a = =9.68m/s2
實驗探究：自由落體運動的性質
自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動
思考：自由落體運動的加速度是多少？如何計算？
自由落體加速度，也叫重力加速度，用符號g表示，方向豎直向下，其大小的標準值為9.8m/s2
自由落體加速度
對不同物體進行的實驗結果表明，在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫作自由落體加速度，通常用g表示。
一些地點的重力加速度
地 點 緯 度 重力加速度
赤道海平面 0° 9.780
廣州 23°06′ 9.788
武漢 30°33′ 9.794
上海 31°12′ 9.794
北京 39°56′ 9.801
莫斯科 55°45′ 9.816
北極 90° 9.832
總結：1.不同地方的g不同；
你能從表中發現什么規律？
2.緯度越高，g越大
在一般計算中，g取9.8m/s2或10m/s2
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
三、自由落體運動的規律
【例2】一石塊從50m高處開始做自由落體運動（g= 10m/s2），則石塊下落后( )
A ．第1s內的位移為10m
B ．第3s末的速度為45m/s
C ．第2s內的平均速度為10m/s
D ．前3s內的平均速度為15m/s
D
【例3】一個物體從某一高度做自由落體運動。已知它在第1s內的位移恰為它在最后1s內位移的三分之一、則它開始下落時距地面的高度為（不計空氣阻力，g= 10m/s2）( )
A ．11.25m B ．15m
C ．20m D ．31.25m
C
1、以下對自由落體運動的說法中正確的是( )
物體開始下落時,速度為零,加速度也為零;
物體下落過程中速度增加,加速度保持不變;
物體下落過程中,速度和加速度同時增大;
物體下落過程中,速度的變化率是個恒量.
課堂鞏固:
BD
2.用如圖甲的裝置研究自由落體運動規律。已知打點計時器的工作頻率為50 Hz。
(1)部分實驗步驟如下：
A.打點完畢，關閉電源，取出紙帶
B.把打點計時器固定在夾板上，讓紙帶穿過限位孔
C.啟動電源，待打點計時器工作穩定后放開重物
D.使重物停靠在打點計時器附近，重物與紙帶相連
上述實驗步驟的正確順序是________。
BDCA
(2)圖乙中標出的A、B、C、D、E中相鄰兩個計數點之間還有4個點未畫出，則計數點C對應的瞬時速度大小為vC＝_____ m/s(計算結果保留三位有效數字)。
2.18
(3)根據實驗記錄的數據計算重物的加速度大小g＝ m/s2(計算結果保留三位有效數字)。
9.73
3.有一條豎直懸掛起來的長為4.2 m的細桿AB,在桿的正下方離B端0.8 m的地方有一個水平放置的圓環C,若讓桿自由下落(g取10 m/s2)。求:
(1)從桿下落開始,上端A及下端B到達圓環所經歷的時間。
(2)AB桿通過圓環的過程中所用時間。

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