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1、自由落体运动自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究 学习目标学习目标 1.了解人们研究自由落体运动的历史事实和科学方法 2.理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件 3.理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向 4.了解重力加速度的变化 5.掌握自由落体运动的规律，并能够运用自由落体的规律进行计算解决某些实际问题 6.了解落体运动研究的史实，了解逻辑推理的特色 7.理解任何猜想和假说都须要有实验验证的重要性 学习重点学习重点 1.自由落体运动的速度和位移随时间变化的规律 2.了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从
2、中提炼自 己的学习方法 学习难点学习难点 1.演示实验的技巧及规律的得出，介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理 2.验证速度与时间成正比 知识讲解知识讲解 一、自由落体运动 1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。 2.条件：（1）没有空气阻力或者空气阻力很小，只受重力作用。 （2）由静止开始下落，初速度为零。 3.性质：（1）初速度为零的匀加速直线运动。 （2）不同物体在同一地点下落的加速度相同。 说明：由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故匀变速直线运动的所有规律和初速度为零 的匀加速直线运动中的各种比例关系都可用于自由落体运动。 4.重力加速度： （1）
3、定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度， 也叫重力加速度。 （2）重力加速度的大小：g=9.8m/s2 （3）重力加速度的方向：竖直向下 （4）重力加速度的变化：水平方向由赤道向两极逐渐增大。 二、自由落体运动的规律 自由落体运动可以看成是匀变速直线运动 v0=0，a=g 的一种特例，因此其运动规律可由匀变速直线运动的 一般公式得出： （1）速度公式：vt=gt （2）位移公式：s=（1/2）gt2 （3）推论：vt2=2gh 说明：（1）正确理解不同物体下落的加速度都是重力加速度 g。摒弃因受日常经验影响而形成的“重的 物体下落得快，轻的物体下
4、落得慢”的错误认识。 （2）自由落体运动是一种只受重力作用的运动。若物体在下落过程中所受空气阻力远远小于重力（即可 忽略不计） ，则物体的下落运动也可以看作自由落体运动。 三、常见问题解答 1.如何用频闪照相研究自由落体运动？ 答：用频闪照相研究自由落体运动是在间隔相等时间内拍摄一次所得到的自由落体的照片的基础上进行 测量和计算。原理和方法是：首先在照中的刻度尺上读出各个时刻小球所处位置的刻度值（舍去开始比 较密集的位置）,则各个连续相等时间内的位移分别是 s1=x2-x1,s2=x3-x2,s3=x4-x3再确定各相邻的连续相等时间内的位移之差s1=s2-s1,s2=s3-s2如在实验误差允
5、许范围内s1=s2=s3=则该质点作匀 变速直线运动,该匀变速直线运动的加速度 a=s/T2 2.物体的重力是否影响自由落体下落速度？ 答：自由落体运动的加速度恒为重力加速度 g,与做自由落体运动的物体的重力无关。我们在日常生活中 看到重力不同的物体下落的快慢有时会不同,是因为空气阻力对它们的影响不同。 四、伽利略对自由落体运动的研究 1.对自由落体的两种观点： （1）亚里士多德的错误观点：物体下落的快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落得越快。 生活在公元前四世纪的古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法，他认为，物体下落的快慢精确地 与它们的重量成正比。亚里士多德的论断影响深远，在其后两
6、千多年的时间里，人们一直信奉他的学说。 但是，这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。 （2）伽利略的观点：在没有空气阻力的情况下，所有物体下落的一样快。 2.伽利略的猜想和假说： （1）伽利略研究落体运动首先应解决的问题：描述运动所需的概念。 （2）用来描述物体运动性质的物理量：时间、位移、瞬时速度、平均速度、加速度。 （3）伽利略的猜想：vx（最后否定掉了）及 vt。 3.伽利略猜想的实验验证： （1）伽利略遇到的困难和解决方案： 困难之一：无法测量瞬时速度。 解决方案：改测位移与时间的关系（静止开始作匀加速直线运动的物体 st2） 困难之二：没有准确的计时工具。 解决方案：“冲淡重力”的斜面实验 （2）合理的外推：设想斜面的倾角越接近 90，小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动；当斜 面的倾角达到 90 时，小球就做自由落体运动。从而，自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动， 且所有物体自由下落时的加速度都相同。 4.伽利略的科学方法：对现象的一般观察提出假设运用逻辑得出推论实验进行检验对假设进行 修正和推广
