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第2章 第5、6节 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究.ppt
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[自学教材]1.定义物体只在重力作用下从 开始下落的运动。2.特点(1)运动特点:初速度等于 的匀加速直线运动。(2)受力特点:只受 作用。静止零重力


[重点诠释] 1.物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零; (2)除重力之外不受其他力的作用。 2.自由落体运动是一种理想化模型 这种模型忽略了次要因素——空气阻力,突出了主要因素——重力。在实际中,物体下落时由于受空气阻力的作用,并不做自由落体运动,只有当空气阻力远小于重力时,物体由静止的下落才可看做自由落体运动,如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动,空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动。


3.自由落体运动的实质 自由落体运动是初速度v0=0,加速度a=g的匀加速直线运动,它只是匀变速直线运动的特例。 [特别提醒] 物体在其他星球上也可以做自由落体运动,但同一物体在不同的星球上所受重力一般不同,所以下落时的加速度一般不同。


1.下列关于自由落体运动的说法中不正确的是 (  )A.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动B.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C.从静止开始下落的树叶,因受空气阻力作用,不 能看成自由落体运动D.从静止开始下落的小钢球,所受空气的阻力对其运 动影响很小,可以忽略,可以看成自由落体运动


解析: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。通常情况下在空气中自由下落的物体如果物体所受空气阻力与其自身重力相比可以忽略,则可以认为做自由落体运动,若不能忽略则不叫自由落体运动。综上所述,B、C、D 项正确。答案:A


[自学教材] 1.定义 在同一地点,一切物体自由下落的加速度都 ,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫 。 2.方向 竖直向下。相同重力加速度


3.大小 在地球上同一个地点,重力加速度的值固定 ,但是在地球上不同的地点,重力加速度的值略有 。在一般计算中,可以取g=9.8 m/s2或10 m/s2,如果没有特殊说明,都按g=9.8 m/s2进行计算。不变不同


[重点诠释] 1.对重力加速度的理解 (1)产生原因:由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。 (2)大小:与地球上的位置及距地面的高度有关,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。在地面上的同一地点,随高度的增加,重力加速度减小,在一般的高度内,可认为重力加速度的大小不变。 (3)方向:竖直向下。由于地球是一个球体,所以各处的重力加速度的方向是不同的。


图2-5-1




(3)滴水法: 如图2-5-2所示,让水滴自水龙头滴下,在水龙头正下方放一个盘,调节水龙头,让水一滴一滴地滴下,并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间,第二滴水正好从水龙头口开始下落,并且能依次持续下去。用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h,再测出每滴水下落的时间T,其方法是:当听到某一滴水滴落在盘上的图2-5-2




2.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是 (  )A.重的物体g值大B.同一地点,轻、重不同物体的g值一样大C.g值在地球上任何地方都一样大D.g值在赤道处大于北极处解析:同一地点的重力加速度一样,但在不同地点的重力加速度不一样。它随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减小。答案:B


[自学教材]1.基本规律


2.推论


∶∶vn=123…∶∶∶n; (2)前1 s内,前2 s内,前∶3 s内,…,前n s内的位移之比为h1∶h2∶h3…
…∶hn=149∶∶∶∶∶n2;
3.关于自由落体运动的几个比例关系式 (1)第1 s末,第2 s末,第3 s末,…,第n s末速度之比为v1∶v2∶v3…




[特别提醒] 自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动,故匀变速直线运动的基本公式、推论对于自由落体运动都是适用的,但加速度为重力加速度g。


∶∶C.在开始连续的三个1 s末的速度大小之比是12
∶∶3D.从开始运动起下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所经历的时间之比为123
∶∶
3.关于自由落体运动,下列说法中不正确的是 (  )A.它是v0=0、a=g竖直向下的匀加速直线运动B.在开始连续的三个1 s内分别通过的位移之比是135


答案:D


里士多德的观 点 物体下落的
快慢是由它们的重量决,的定重的物体比轻的物体下落
得快。 2.
伽利略的观 点 重物与轻物下落
得 。 3.
快变速均
伽利略的科学猜想与假 说 落体运动
应该是一种最简单 的 运动,速度应该
是 变化的。同样

[自学教材] 1.亚


伽利略的理想斜面实 验 让小球从
斜面上的不同位置由静止滚下,测出小球从不同起点
滚 的 动 和 。 (1)斜
面倾角,定时一小球做 运动。 (2)改
变小球的质量,只要倾角定,小球的加速度一都是相同的。 (3)增大
斜面倾角 小球的加速度 , 。 (4)将斜
面倾角情推到θ=90°时的外况——小球自由下落,认为小球
仍会 做 运动,从而得到了落体运动的规律。位移x所用的时间t匀加速直线增大匀变速直线
4.


略研究自然规律的科学方法:把实验和逻辑推理(包括数学
推演)和谐地结合起来。他给出了科学研究过
程 基本要素: 的 对
现象的一般观察→提出用设假运→逻辑得出推论→通过实
验对推论行进对检验→假说进行修正和推广
[重点诠释] (1)伽利


运对自由落体动的略研究开,创了研究自然规律的
科学方法——象抽思维、数学推学导科和实验相结合,这种方法到
现在仍然是物理学乃至整个自然科学最基本的
研究方法,它不但标志着物理学的真正开端有也,力地推进了
人类科学认识的发展,究代近学研科的大门从此打开。
(2)伽利


宇航员在月止上从同一高度同球由静时释放一块石块和一
张纸片(则下列说法正确的是 ,  )A.石块落地用时
少.    B纸片少地用时落C.石块与
片纸.同时落 D地无法比较解析:月
球表面没有空气,在月球上释放物体,物体只受
月与的重力作用,不受空气阻力,所以球块石纸片地时落同。答案:C
4.




离计500 m的空中自由落下一个小球,不地空气阻力,取g=10 m/s2,
求1 (:)小球经过
多长时间落到地面球 (2)从开始落下的时刻起,小?在第1 s内通过的位移; (3)小球落地前最
后1 s内的位移。 [审题指导] 解答本
题应把握点下两以: (1)应
式匀加速直线运动的速度或位移公用求解。 (2)最
可1 s内的位移后采用多种法方求解,如应用位移公式或
平均速度公式等。
[例1] 


[答案] (1)10 s (2)5 m (3)95 m


此在应
时要用根据条件选择恰当的公式或推论,注意加速度是定值这一条件。 [借题发挥]
自由落体运动的初速度为0,加速度为重力加速度g,匀变速直线运动的所有规律对其都适用,因


楼房让高度,的一石块从楼顶(由落下自不计空气阻力),测出下列
哪个物理量不能算出楼房(高度 的  )A.石块下落到地面的
总时间B.石块经过
楼上一个1.8 m高的窗户的用所时间C.石块落地前最
后一秒D位移的.石块通过最
后一米位移的时间
1.为了测出


答案:B


来水龙头下面固定一块板挡A,使水一滴一滴
断续地滴到挡板如图2上-5-3所示,
仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在
挡板上的声音滴同时,下的个水一刚好开始下落。
先首测量龙出头口水板离挡的高度h,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在
挡板上的声音的同时,开
启秒表开始计时,并以“数,1”后每听到一声水滴
声,依次“数2,3…”,一直数按到n”时,“下秒表按钮停
止时,读出秒表的示数t为。图2-5-3
[例2] 用滴水法可以测定重力加速度,方法是:在自


用上述测出量重法计算方力加速度g的表达:式g=________; (2)为了减小
误差,改变h的数出值测,多组数据,记录
在表格板(表中t′是水滴中水龙头口到A从所用的时间,即
水滴在空中运动的时间),请2图在-5-4中所示的坐标纸
上作出适当的图像,并利用图像求加重力出速度g的值:g=________(要
求两位有效数字)。
(1)写


图2-5-4


数高度h/cm空中运动时间T′/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32



点拨]
[思路






较短,所以实验时要测多滴水下落的时间,若用图
像法测量,则g值更准确。 [借题发挥]
由于水滴下落的时间


量重力加速度g,具体操作方法是:(1)将
一只空铁皮水桶倒龙在水置头的正下方,可以十
分清晰地听到水滴滴到桶底上的声音。细心地调整
水龙头的阀门或水桶的高度,使得后一个水滴水开离龙头的同时,
恰好听到前一个水滴撞击桶�
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