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(共22張PPT)
第5節 自由落體運動
第二章 勻變速直線運動的研究
學習目標
1. 知道自由落體的條件，知道自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動。
2.知道重力加速度的方向和大小，知道地球不同地點的重力加速是不一樣的。
3.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。
用一把刻度尺就可以粗略測量你的反應時間，你相信嗎？
操作：一個人捏住尺子的上端，保持直尺豎直不動，另一個人手指呈捏的姿勢，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，發現前者釋放時馬上捏住。且在捏的過程中手不能上下移動。
從發現釋放刻度尺，到抓住刻度尺的時間便是反應時間。
=
刻度尺下落的時間
刻度尺下落的位移，即后者所捏處的刻度值。
知道下落的位移就能知道下落的時間！
刻度尺下落的位移
羽毛和硬幣下落得一樣快嗎？
如圖所示，將羽毛與硬幣放入有空氣的玻璃管，將玻璃管倒立過來，觀察羽毛和硬幣下落的快慢。觀察實驗結是 。
抽去玻璃管內的部分空氣，在將玻璃管倒立過來，觀察羽毛和硬幣下落的快慢。觀察結果是 。
繼續抽去玻璃管內的空氣，使其逐漸接近真空，在觀察羽毛和硬幣下落的快慢。觀察結果是 。
羽毛比硬幣下落慢
下落快慢相同
紙片比硬幣下落得還是慢，但落地時差變小
自由落體運動的特點
物體下落是一種常見的運動。不同物體下落規律是否相同？
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：物體下落的快慢與它的輕重無關，影響物體下落快慢的因素是空氣阻力。
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，叫作自由落體運動。
2.特點：（1）只受重力作用；（2）初速度為0。
3.說明：空氣阻力可以忽略時，物體下落的運動也可以近似看成自由落體運動。
如圖所示，一個兩端封閉的玻璃管（也稱牛頓管），其中一端有一個開關，玻璃管可以與外界相通。把質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開始下落，觀察物體下落的情況。第一次打開開關使管內空氣與大氣連通，觀察兩物體同時下落的情況。第二次把玻璃管里的空氣抽出去，關閉開關，再次觀察兩物體同時下落的情況。則以下說法中正確的是（ ）
A.抽氣前和抽氣后羽毛的下落均可近似看作自由落體運動
B.抽氣前鐵片比羽毛下落的時間短，這說明重的物體下落更快
C.抽氣后，羽毛下落的加速度大于鐵片下落的加速度
D.抽氣后，在赤道和北極分別做該實驗，測得重力加速度略有差異
D
自由落體運動有什么規律呢？
用頻閃相機研究自由落體運動
28.0cm
36.6cm
46.2cm
57.0cm
69.0cm
82.2cm
96.5cm
在誤差范圍內，測得相同時間相鄰位移差相等。
結論：自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動
（1）從靜止下落的物體都可以看成自由落體運動。（ 　　）
（2）物體只在重力作用下的運動是自由落體運動。（ 　?。?br/>（3）蘋果從樹上落下來，蘋果的運動可以近似看成自由落體運動。（ 　 ）
（4）雪花從空中下落，雪花的運動可以看成自由落體運動。（ 　?。?br/>（5）從豎直上升的熱氣球吊籃中掉下的物體的運動是自由落體運動。（ ）
×
√
×
×
×
自由落體運動是一種初速度為 0 的勻加速直線運動
速度時間規律：
位移時間規律：
速度位移規律：
根據自由落體運動的規律，利用前面測反應時間的小實驗，你能夠計算出自己的反應時間嗎？
科學研究表明，物體自由下落時具有的加速度源于物體所受的重力作用，稱為重力加速度，用g表示。若下落位移改用h表示
重力加速度
1.定義：物體自由下落時具有的加速度源于物體所受的重力作用，稱為重力加速度，通常用字母g表示。
2.方向：豎直向下。
3.大?。阂话闱闆r下，取g＝9.8 m/s2，粗略計算時可取g＝10 m/s2。
(多選)關于自由落體運動，下列說法正確的是(　　)
A.自由落體運動是一種勻變速直線運動
B.物體剛下落時，速度和加速度都為零
C.物體的質量越大，下落時加速度就越大
D.當地重力加速度為9.8 m/s2，則物體在該處自由下落的過程中，每秒速度都增加9.8 m/s
AD
一個小球從塔頂做自由落體運動，最后1s內落下的距離是塔高的9/25,求塔高。
t
t-1
H
h
1.在同一地點，不同物體作自由落體運動時的加速度相同；
2.不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情況下g 取9.8m/s2 ，粗略計算時g 取10m/s2 .
3.重力加速度是矢量，它的方向總是豎直向下的，與重力方向相同。
隨緯度升高，重力加速度增大
赤道：g=9.780m/s2
北京：g=9.801m/s2
北極：g=9.832m/s2
莫斯科：g=9.816m/s2
離地心越遠，重力加速度越小
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
自由落體運動規律探索回眸
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
重物被輕物拖累
重物輕物
綁一起更重
伽利略落體實驗
據《伽利略傳》記載，1589年伽利略在比薩斜塔上做了“重量不同的兩個鐵球同時落地”的實驗，推翻了古希臘哲學家亞里士多德的結論：重的物體下落速度比輕的物體下落速度快，落體速度與重量成正比。
在發明打點計時器、頻閃照相技術之前，伽利略就已經提出“自由落體運動是一種最簡單的變速運動”的猜想，那他是怎么證實的呢？
難點1：各個時刻的速度難以測得
t2
x
∝
間接驗證
難點2：難以精確測量時間
延長運動時間
物體在斜面上的運動+邏輯推理
沖淡重力
v0=0
a=g
在光滑斜面上，從不同位置由靜止開始下滑的小球做勻加速直線運動
對于每個對應的傾角，小球從斜面不同高度滑下時 保持不變
傾角增大至90o，其比值保持不變
合理外推
不斷增大斜面傾角
①小球沿斜面滾下的運動是勻變速直線運動。
②只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是相同的。
③增大斜面的傾角，小球的加速度隨斜面傾角的增大而增大 。
實驗結果
伽利略認為當斜面傾角為90°時，小球將自由下落，仍會做勻變速直線運動。

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