《2018-2019学年高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.5 自由落体运动 2.6 伽利略对自由落体运动的研究课件1 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 2.5 自由落体运动 2.6 伽利略对自由落体运动的研究课件1 新人教版必修1（108页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究,1.自由落体运动: (1)定义:物体只在_作用下从_开始下落的运 动。,重力,静止,(2)物体做自由落体运动的条件: 只受_作用。 _等于0。 (3)运动性质:初速度为0的_运动。,重力,初速度,匀加速直线,2.自由落体加速度: (1)定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都 _,这个加速度叫自由落体加速度,也叫_加速 度。 (2)方向:_。,相同,重力,竖直向下,(3)大小:在地球上其大小随地理纬度的增加而_, 在赤道上_,两极处_,一般计算中,常取g= _或g=_。,增大,最小,最大,9.8m/s2,10m/s2,3.自由落体运动规律:
2、 (1)自由落体运动的实质:初速度v0=_,加速度a=_的 _运动。,0,匀加速直线,gt,2gh,g,4.伽利略对自由落体运动的研究: (1)伽利略的观点:重物与轻物下落得_。 (2)猜想:自由落体运动一定是一种最简单的变速运动, 它的速度应该是相对时间_变化的。 (3)假设:落体运动的速度v与时间t成_。,同样快,均匀,正比,(4)实验验证:让铜球沿阻力很小的斜面滚下,测出小球 从不同起点滚动的_和_。 斜面倾角一定时,小球做_运动。 改变小球的质量,只要倾角一定,小球的加速度都是 _的。 增大斜面倾角,小球的加速度_。,位移x,所用的时间t,匀加速直线,相同,增大,将斜面倾角外推到=90
3、时的情况小球自由下 落,认为小球仍会做_运动,从而得到了自由 落体运动的规律。 (5)科学方法:伽利略科学思想方法的核心是把_和 _合理地结合起来。,匀变速直线,实验,逻辑推理,【预习自测】 1.(多选)在忽略空气阻力的情况下,让石块和木块从同 一高度同时从静止开始下落,下列说法中正确的是( ) A.重的石块先着地 B.轻的木块先着地 C.在着地前的任一时刻,二者具有相同的速度和位移 D.二者在下落这段时间内的平均速度相等,【解析】选C、D。在忽略空气阻力的情况下,只在重力作用下由静止释放的物体的运动可以看作自由落体运动,快慢程度与质量无关,运动情况是一样的,同时落地,初、末位置相同,位移相同
4、,A、B错,C对;由平均速度的定义可知,D对。,2.(多选)下述关于重力加速度g的说法中,正确的 是 ( ) A.g的方向总是竖直向下 B.g的大小和物体的质量有关 C.g的大小和地理位置有关 D.g的大小和物体的形状有关,【解析】选A、C。重力加速度的方向总是竖直向下,大小与所处的地理位置有关,与物体的大小、形状无关,故A、C正确;B、D错误。,【补偿训练】 一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为 ( )【解析】选C。根据h= gt2,下落高度与时间的平方成 正比,所以下落 时,下落高度为 ,离地高度为 。,主题一 自由落体运动、自由落体加速度 【问题探究】 探究点
5、1 自由落体运动的特点,(1)将一张纸片和一个金属球同时在同一高度释放,如图甲。纸片和金属球哪个先落地?为什么? 提示:金属球先落地,因为空气阻力对纸片下落快慢的影响比对金属球下落快慢的影响大。,(2)将纸片揉成团和金属球同时在同一高度释放,如图乙。纸团和金属球哪个先落地?为什么? 提示:纸团和金属球几乎同时落地,因为空气阻力对二者下落快慢的影响差别不是很大。,(3)将牛顿管(又叫毛钱管)管内空气几乎全部抽出后,管内放置形状、质量不同的金属片、鸡毛,在管直立过来时,如图丙。牛顿管内接近真空时,金属片、鸡毛哪一个先落地?为什么? 提示:金属片和鸡毛同时落地,因为二者下落过程中不受空气阻力的影响了
6、。,(4)结合上述实验探究,考虑物体下落有什么规律? 提示:没有空气阻力时,轻重不同的物体下落快慢都相同,即物体下落的快慢与物体重力的大小无关。,探究点2 自由落体加速度 (1)重力加速度的大小与距地面的高度有关吗? 提示:重力加速度的大小与距地面的高度有关。 (2)在地面上同一地点,随高度的增加重力加速度如何变化? 提示:在地面上同一地点,随高度的增加,重力加速度减小。,(3)在一定的高度内重力加速度的大小变化明显吗? 提示:在一定的高度内,重力加速度的大小变化不明显,可认为重力加速度的大小不变。,【探究总结】 1.对自由落体运动的理解: (1)物体下落过程的运动情况与物体质量无关。物体在空
7、气中下落的运动快慢不同是由于空气阻力作用的影响不同。,(2)自由落体运动是一种理想化的运动,实际物体在下落时只要受到的空气阻力远小于重力,即可忽略不计,可近似看成自由落体运动。 (3)“自由”的含义是只受重力、初速度为零。,(4)自由落体运动是人们由地面上方自由下落的物体抽象出来的一种理想化模型。它忽略了空气阻力的影响,是一种初速度为零的匀加速直线运动,其原因是物体受到了重力作用。,2.自由落体运动的特点: (1)物体下落的快慢与物体质量的大小无关。 (2)不同物体从同一高度做自由落体运动,它们的运动情况是相同的。 (3)在同一地点,不同物体做自由落体运动的加速度是相同的。,【拓展延伸】 1.
8、自由落体加速度的特点: (1)在同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同。 (2)重力加速度随距离地面高度的增加而减小。,2.自由落体加速度的变化规律: (1)随纬度的变化:在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大,在赤道处重力加速度最小,在两极处重力加速度最大,但差别很小。,(2)随高度的变化:在地面上的同一地点,随高度的增加重力加速度减小,在一定的高度内,可认为重力加速度的大小不变。在一般的计算中,可以取g=9.8m/s2或g=10m/s2。,【典例示范】 (多选)(2017济南高一检测)关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( ) A.初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体
9、运动 B.仅在重力作用下的运动叫自由落体运动,C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动 D.当空气阻力的作用较小,可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动,【解题指南】判断物体是否做自由落体运动时应从定义进行判断: (1)初速度为零。 (2)物体只受重力。,【解析】选C、D。自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,它的初速度为零。若空气阻力比较小,可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落可视为自由落体运动。故正确答案为C、D。,【规律方法】自由落体运动的判断方法 (1)根据条件来判断:物体做自由落体运动的条件是物体的初速度为零且物体只受重力作用
10、(或物体除受重力外也受其他力,但其他力远小于物体的重力,可以忽略),两者缺一不可。,(2)根据题目中一些暗示语言来判断:有些题目直接给出诸如“物体由静止开始自由下落”“忽略空气阻力”或“空气阻力远小于重力”等提示语时,可将物体的下落看成自由落体运动。,【探究训练】 (多选)关于重力加速度的下列说法中,正确的是( ) A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向,通常计算中g取9.8 m/s2 B.在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差不是很大,C.在地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都相同 D.在地球上的同一地点,离地面高度越大,重力加速度g越小,【解题指南】解答本题把握以下三
11、点: (1)g与物体的质量无关。 (2)在同一地点,重力加速度相同。 (3)g随纬度的增加而增大,随高度的增加而减小。,【解析】选B、C、D。自由落体加速度的大小和方向均与物体所处的地球表面的位置有关。重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力的方向相同。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错误,B正确。在地球表面同一地点,g的值都相同,但随着高度的增大,g的值逐渐减小,故C、D正确。,【补偿训练】 1.(多选)科学研究发现:在月球表面没有空气,重力加 速度约为地球表面处重力加速度的 。若宇航员登上 月球后,在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球, 忽略地球和
12、其他星球对它们的影响,以下说法中正确的 是 ( ),A.羽毛将加速上升,铅球将加速下降 B.羽毛和铅球都将下落,且同时落到月球表面 C.羽毛和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面 D.羽毛和铅球都将下落,且落到月球表面的速度相同,【解析】选B、D。羽毛和铅球在月球表面时都只受到重力作用,故它们均做自由落体运动,它们将同时落地,所以选项A、C错误,选项B、D正确。,2.踢毽子是我国民间的一项体育活动,被人们誉为“生命的蝴蝶”。毽子由羽毛和铜钱组成,在下落时总是铜钱在下羽毛在上,如图所示,对此分析正确的是 ( ),A.铜钱重,所以总是铜钱在下羽毛在上 B.如果没有空气阻力,也总是出现铜钱在下羽毛在上
13、的现象 C.因为空气阻力的存在,所以总是铜钱在下羽毛在上 D.毽子的下落是自由落体运动,【解析】选C。毽子在下落时总是铜钱在下羽毛在上,是由于空气阻力的影响,毽子的下落不能看作自由落体运动,A、D错,C对;如果没有空气阻力,就不一定出现铜钱在下羽毛在上的现象,B错。,3.关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( ) A.自由落体运动是一种匀速直线运动 B.物体刚下落时,速度和加速度都为零 C.物体的质量越大,下落时加速度就越大 D.当地重力加速度为9.8 m/s2,则物体在该处自由下落的过程中,每秒速度都增加9.8 m/s,【解析】选D。自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动,故A错误。物
14、体刚下落时,初速度为零,加速度为重力加速度g,故B错误。自由落体运动是忽略空气阻力的运动,无论质量大小,下落时加速度都是g,故C错误。加速度等于单位时间内速度的变化量,当地重力加速度为9.8m/s2,则物体在该处自由下落的过程中,每秒速度都增加9.8m/s,故D正确。,4.关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( ) A.质量大的物体做自由落体运动时的加速度大 B.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C.雨滴下落的过程是自由落体运动 D.从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看作自由落体运动,【解析】选D。所有物体在同一地点做自由落体运动时, 重力加速度相等,与物体的质量大小无关,选
15、项A错误; 从水平飞行着的飞机上释放的物体,由于惯性具有水平 初速度,物体的运动不是自由落体运动,选项B错误;雨 滴下落过程中所受空气阻力与速度大小有关,速度增大 时阻力增大,当雨滴速度增大到一定值时,阻力与重力,相比不可忽略,雨滴的运动不是自由落体运动,选项C错误;从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,水滴下落的过程可近似看作自由落体运动,选项D正确。,主题二 自由落体运动的规律及应用 【问题探究】 如图所示,一个小金属球从离地h高处由静止 释放,小球下落一段时间落地。,(1)小球的运动性质是什么? 提示:小球做自由落体运动,是初速度为零的匀加速直线运动
16、:v0=0,a=g。 (2)怎样确定小球的落地时间? 提示:由位移公式:h= gt2,则t= 。,(3)怎样确定小球的落地速度? 提示:由速度位移关系式:v2=2gh,则v= 。,【探究总结】 1.关于自由落体的几个重要公式: 自由落体运动是匀变速直线运动的特例,因此匀变速直线运动规律也适用于自由落体运动。只要将匀变速直线运动公式中的v0换成0,a换成g,x换成h,匀变速直线运动公式就变为自由落体运动公式。,2.关于自由落体运动的几个比例关系式: (1)第1T末,第2T末,第3T末,第n T末速度之比 v1v2v3vn=123n。 (2)前1T内,前2T内,前3T内,前n T内的位移之比 h1h2h3hn=149n2。,
