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1、对自由落体运动的研究对自由落体运动的研究 （一）、复习前面匀变速直线运动的知、复习前面匀变速直线运动的知识识 (1)速度公式：速度公式： (2) 位移公式：位移公式： (3)若当若当 v0=0 时，则时，则 （二）、课题导入：（二）、课题导入： 传说三国时期，周仓多次欲与关传说三国时期，周仓多次欲与关羽比力气，关羽说你能把一根稻草丢羽比力气，关羽说你能把一根稻草丢过河吗？周仓多次试丢未成，反问关过河吗？周仓多次试丢未成，反问关羽。关羽随手将一捆稻草轻易丢过了羽。关羽随手将一捆稻草轻易丢过了河，令周仓折服。这个故事真能说明河，令周仓折服。这个故事真能说明关羽臂力过人吗？为什么？关羽臂力过人吗？为
2、什么？公元前公元前4 4世纪的古希腊世纪的古希腊伟大的哲学家和科学家伟大的哲学家和科学家 亚里士多德亚里士多德亚里士多德的观点：亚里士多德的观点： 物体下落的快物体下落的快慢由物体的重力决慢由物体的重力决定，物体越重下落定，物体越重下落的越快。的越快。 探究： 轻重不同的物体下落的快慢程度与什么因素有关。实验实验1、石头和纸片的下落、石头和纸片的下落 结论：结论：轻重不同的物体下落得快慢不同，轻重不同的物体下落得快慢不同，主要是由于空气阻力不同造成的。主要是由于空气阻力不同造成的。实验实验2、钱毛管实验、钱毛管实验 把硬币和羽毛放在一个玻璃管的底部，将其迅速倒把硬币和羽毛放在一个玻璃管的底部，
3、将其迅速倒竖起来，我们会看到什么竖起来，我们会看到什么？ 若抽去管里的空气，然后在把它倒竖起来，我们若抽去管里的空气，然后在把它倒竖起来，我们又将看到什么又将看到什么?学生观察现象：学生观察现象：月球上的落体实验月球上的落体实验真空实验室里羽毛和苹果真空实验室里羽毛和苹果同时开始下落的频闪照片同时开始下落的频闪照片 结论：结论：在没有空气阻力的情况下任何轻重不在没有空气阻力的情况下任何轻重不同的物体下落的快慢是一样的。同的物体下落的快慢是一样的。1 1、概念：、概念： 物体物体只在重力只在重力作用下从作用下从静止静止开开始下落的运动始下落的运动叫做叫做自由落体运动。自由落体运动。一、自由落体运
4、动：一、自由落体运动：说明：说明：如果物体下落时所受空气阻力与重力相比，如果物体下落时所受空气阻力与重力相比， 可以忽略不计，可看成是做自由落体运动。可以忽略不计，可看成是做自由落体运动。 意大利物理学家、意大利物理学家、天文学家天文学家 伽利略伽利略你错了！你错了！ 物体下落过程物体下落过程中的运动情况与中的运动情况与物体的轻重无关。物体的轻重无关。发现问题发现问题(1)(1)问题问题: :伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？=4=4=8=84 88猜想与假说猜想与假说（1）用什么量来描述物体）用什么量来描述物体“运动运动性质性质”？（2）伽利
5、略作了怎样的猜想？）伽利略作了怎样的猜想？实验验证：设计了著名的的斜面实验实验验证：设计了著名的的斜面实验 伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的系同样成立，只是这个常数的随着随着的增大而增大。的增大而增大。时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104实验验证实验验证 常数 伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：结果表示为： 怎么样由斜面实验结果说明落体运动也符怎么样由斜面实验结
6、果说明落体运动也符合这个规律呢？合这个规律呢？合理外推合理外推 当斜面倾角当斜面倾角增大到增大到90，小球就开始做，小球就开始做自由落体运动自由落体运动 对假说进行修正和推广对假说进行修正和推广 伽利略根据实验结果出发，认为在初速伽利略根据实验结果出发，认为在初速度为度为0 0的匀加速直线运动中，经过的位移正比的匀加速直线运动中，经过的位移正比于时间的平方，即于时间的平方，即 = =恒量，而恒量的数值恒量，而恒量的数值随着斜面倾角增大而增大。随着斜面倾角增大而增大。 当斜面倾角增大到当斜面倾角增大到9090，即斜面与地面，即斜面与地面垂直时，小球将自由下落，成为自由落体。垂直时，小球将自由下落
7、，成为自由落体。此时此时 = =恒量的关系仍成立，此时比值为最恒量的关系仍成立，此时比值为最大。大。自由落体是一种特殊的匀变速直线运动自由落体是一种特殊的匀变速直线运动。 德国著名物理学家玻恩说：德国著名物理学家玻恩说：“我荣获我荣获19541954年年的诺贝尔奖金，与其说是因为我所发表的著作里包的诺贝尔奖金，与其说是因为我所发表的著作里包括了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里面括了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。” 伽里略已死去三百多年，他所发现的自由落伽里略已死去三百多年，他所发现的自由落体
8、规律在物理学知识的长河中所占比例愈来愈小，体规律在物理学知识的长河中所占比例愈来愈小，但他研究问题所创造的一套科学方法，却不断为后但他研究问题所创造的一套科学方法，却不断为后人所继承、发扬，创造了比自由落体规律高出千百人所继承、发扬，创造了比自由落体规律高出千百倍的财富倍的财富。0246810120.54cm2.18cm4.90cm8.71cm13.61cm闪光时间间隔为闪光时间间隔为1/30秒秒三、自由落体加速度三、自由落体加速度自由落体运动的频闪照片自由落体运动的频闪照片 计算自由落体运动计算自由落体运动的加速度大小为多少？的加速度大小为多少？ 思考：思考：实验会有误差吗？实验会有误差吗？
9、 实验误差的来源可能是什么？实验误差的来源可能是什么？学生活动：学生活动：P31 在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫度都相同，这个加速度叫重力加速度重力加速度，用用g 表示。表示。 在地球上在地球上纬度和海拔不同纬度和海拔不同的区域，的区域，g 的值略有不同。的值略有不同。 在通常的计算中，取在通常的计算中，取 g = 9.8 m/s 2。重力加速重力加速度度方向方向总是竖直向下总是竖直向下。g ( m/s2 )地地 点点 北北 极极 北北 京京上上 海海 广广 州州赤赤 道道纬纬 度度 9. 832 9. 801 9
10、. 794 9. 788 9. 780 39 56 90 31 12 23 06 0 三、自由落体加速度三、自由落体加速度 在同一地点一切物体在自由落体在同一地点一切物体在自由落体运动中加速度都相同，叫自由落体加运动中加速度都相同，叫自由落体加速度（即速度（即重力加速度重力加速度）。）。1、.概念：2、大小：、大小：（1）、在地球上的同一地点自由落）、在地球上的同一地点自由落 体加速度都相同，但不同的地点稍体加速度都相同，但不同的地点稍有差别。能看出规律吗？有差别。能看出规律吗？（2）、）、 一般情况下一般情况下g=9.8mg=9.8m/s s2 2，粗略粗略的计算还可取的计算还可取g=10m
11、g=10m/s s2 2 。3、方向方向：竖竖直直向下向下 自由落体的运动公式：小结小结物体物体 只在只在重力作用下重力作用下 从从 静止静止 开始下落开始下落的运动的运动一、定义一、定义:三三、性质：、性质：自由落体运动是自由落体运动是初速度为初速度为零零的的匀加速匀加速直线运动直线运动四、加速度四、加速度(重力加速度重力加速度)方向方向: 竖直向下竖直向下大小大小:一般一般g =9.8m/s2或粗略或粗略g =10m/s2纬度越高纬度越高 g 值越大值越大二、特点：二、特点：只受重力只受重力V0=0例题例题1：物体从高物体从高H处自由下落，当下落距地面的处自由下落，当下落距地面的高度为高度为H/2时，它的速度为落地时速度的几分之时，它的速度为落地时速度的几分之几？几？HH/2vt例题2：一小球从楼房上空距地面45m高处自由下落，小球经楼顶到地面经历时间为1s，则楼高为多少？（g=10m/s2）
