探究自由落体运动

1、第二章 探究匀变速直线运动规律第一节 探究自由落体运动落体运动的思考亚里士多德伽利略重的物体下落得快重的物体下落得快物体下落快慢与物体下落快慢与物体质量没有必物体质量没有必然的联系然的联系亚亚伽伽之之争争物体下落的快慢与什么因素有关？一、亚里士多德观点的一、亚里士多德观点的“自相矛盾自相矛盾”1.观点：物体从空中下落的快慢与物体质量 有关，重的物体下落得快。2.结论：结论1：如果把石头和树叶捆在一起，它们一起下落的速度应该比其中任一物体下落的速度快结论2：如果把石头和树叶捆在一起，独自下落较慢的树叶就会拖慢独自下落较快的石头，最终其下落的速度应该比石头独自下落的速度慢比萨斜塔实验1589年的一

2、天，比萨大学青年数学讲师，年方25岁的伽利略，同他的辩论对手及许多人一道来到比萨斜塔。伽利略登上塔顶，将一个重100磅和一个重一磅的铁球同时抛下。在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地差不多是平行地一齐落到地上。物体从空中下落的快慢究竟与哪些因素有关呢？物体从空中下落的快慢究竟与哪些因素有关呢？实验与探究：探究1：将一枚硬币和一张展开的纸片从同一高度自由下落结论：观察现象：硬币先落地重的物体下落快重的物体下落快探究2：把一张纸片捏成纸团，将纸团和一张展开的纸片从同一高度自由下落物体从空中下落的快慢究竟与哪些因素有关呢？物体从空中下落的快慢究竟与哪些因素有关呢？结论：观察现象：纸团先落地轻重相同的物

3、体下落得不一样快轻重相同的物体下落得不一样快物体从空中下落的快慢究竟与哪些因素有关呢？物体从空中下落的快慢究竟与哪些因素有关呢？探究3.将一枚硬币和一枚表面贴有纸片的硬币从同一高度自由下落结论：观察现象：它们同时落地轻重不同的物体下落得一样快轻重不同的物体下落得一样快课件演示课件演示结论：结论： 物体下落过程中的运动情况与物体所受的重力没有必然的联系为什么生活中石头比树叶下落得要快呢？物体下落快慢到底与什么因素有关呢？空气阻力？二、观察与思考牛顿管实验1.真空中，羽毛与金属片的下落2.空气中，羽毛与金属片的下落实验结论：影响物体下落快慢的因素为空气阻力课件演示课件演示1.定义：物体仅在重力作用

4、下，从静止开始下落的运动2.特点： 仅受重力作用仅受重力作用（1.真空中2.在空气中但空气阻力很小，和物体的重力相比可以忽略 ） 从静止开始从静止开始（V V0 0 = 0 = 0）自由落体运动自由落体运动飘落的树叶.飞舞的纸片能否被看做自由落体运动？月球实验证明 1971年美国宇航员大卫斯科特在登上月球后，从同一高度同时释放锤子和羽毛，看到它们同时落到月球表面。实验：记录自由落体运动的轨迹l器材器材：打点计时器、铁架台、重锤、纸带：打点计时器、铁架台、重锤、纸带步骤步骤：1.把打点计时器竖直固定在铁架台上把打点计时器竖直固定在铁架台上2.将纸带一端穿过打点计时器的限位孔，另一将纸带一端穿过打

5、点计时器的限位孔，另一端夹在重锤中，同时将纸带拉至最高端；端夹在重锤中，同时将纸带拉至最高端；3.两人配合（或一人左右手协调），先打开两人配合（或一人左右手协调），先打开电源，再释放纸带；电源，再释放纸带；4.测量纸带，要求第测量纸带，要求第1点与第点与第2点之间距离为点之间距离为2mm.四、记录自由落体运动的轨迹 实验：利用打点计时器记录自由落体运动的信息实验的注意事项：1.为尽量减小空气阻力的影响，重物应选质量大.体积小的物体即密度大的物体。2.打点计时器应竖直固定好。3.重物应靠近打点计时器，要接通电源再释放纸带。一、运动信息的获取你从纸带中知道了哪些运动信息你从纸带中知道了哪些运动信息

6、1、相邻两点的时间间隔t：0.02s2、相邻两点之间的距离s1、s2、 s3 sn相等t ，V S自由落体运动是自由落体运动是变速变速直线运动直线运动速度速度 是是 怎样怎样 变化变化 的呢的呢对信息作初步分析：对信息作初步分析：轨迹轨迹直线直线方向方向 竖直向下竖直向下变速变速速度越来越大速度越来越大相等时间内发生的位移相等时间内发生的位移 越来越大越来越大探究二实验：实验：用打点计时器打出的纸带记录自由落体运动信息。用打点计时器打出的纸带记录自由落体运动信息。探究如下问题：探究如下问题：1 1、重物作自由落体运动过程中，其速度有没有发生变化？如、重物作自由落体运动过程中，其速度有没有发生变

7、化？如何从实验结果中判断出来？何从实验结果中判断出来？2 2、有的同学从实验结果中得出、有的同学从实验结果中得出stst2 2，有的同学得，有的同学得 出出stst，你的结论又如何？，你的结论又如何？3 3、影响实验精确程度的因素有哪些？、影响实验精确程度的因素有哪些？练习和分析 0 1 2 3 4 5距离距离s（cm）时间时间t（s） S/t的值的值S/t2的值的值S/t2的单的单位位010.200.0210.00500cm/s2020.780.0419.50488cm/s2031.750.0629.17487cm/s2043.100.0838.75484cm/s2054.850.1048.

8、50485cm/s2基本判断：基本判断：1. 自由落体运动的轨迹是一条直线。是直线运动。自由落体运动的轨迹是一条直线。是直线运动。2. 相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大，相同时间内的位移越来越大，说明速度越来越大， 是变速运动。是变速运动。3. 物体具有加速度。物体具有加速度。4. 位移位移S与时间与时间t的关系是：的关系是：S t2 。归纳：归纳：自由落体运动是匀加速直线运动。自由落体运动是匀加速直线运动。课堂练习1 1、以下关于自由落体运动的说法正确的是：、以下关于自由落体运动的说法正确的是：A A、物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动、物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动B

9、 B、物体只在重力作用下的运动叫自由落体运动、物体只在重力作用下的运动叫自由落体运动C C、自由落体运动是初速为零，只受重力作用的运动、自由落体运动是初速为零，只受重力作用的运动D D、在空气中，如果空气阻力比较小，可以忽略，则、在空气中，如果空气阻力比较小，可以忽略，则 物体下落的运动可近似看作自由落体运动物体下落的运动可近似看作自由落体运动C2 2、物体作自由落体运动时，物体的形状、大小、物体作自由落体运动时，物体的形状、大小是否会对其运动产生影响？举例说明。是否会对其运动产生影响？举例说明。答：物体的形状、大小对自由落体运动没有任何影响。答：物体的形状、大小对自由落体运动没有任何影响。

10、例如，石块下落时可以看作自由落体运动，大石例如，石块下落时可以看作自由落体运动，大石块和小石块下落时的运动情况是一样的。块和小石块下落时的运动情况是一样的。3 3、从高空每隔、从高空每隔0.5s0.5s释放一个小球，使之自释放一个小球，使之自由下落（不计空气阻力）。在这些钢球都由下落（不计空气阻力）。在这些钢球都没有落地之前，它们在空中每单位长度内没有落地之前，它们在空中每单位长度内钢球的数目分布，从开始下落起向下的分钢球的数目分布，从开始下落起向下的分布情况是：布情况是： A A、越来越密、越来越密B B、越来越稀、越来越稀 C C、均匀分布、均匀分布D D、无法确定、无法确定c2.在空气近

11、似看成真空的情况下，有在空气近似看成真空的情况下，有A、B两个小球，两个小球， A小球质量是小球质量是B小球质量的小球质量的5倍。倍。A从从10米高处、米高处、B从从 20米高处同时自由下落，试分析比较在落地之前，米高处同时自由下落，试分析比较在落地之前， A、B两个小球在下落相同时间内的速度、加速度两个小球在下落相同时间内的速度、加速度. 位移情况位移情况速度、速度、 位移情况。位移情况。答：因为所有物体的自由落体运动都是一样的，所以答：因为所有物体的自由落体运动都是一样的，所以 在落地之前，在落地之前，A、B两个小球在下落相同的时间内，两个小球在下落相同的时间内， 其速度、加速度、位移都完全相同。其速度、加速度、位移都完全相同。亚里士多德亚里士多德（Aristotle 公元前公元前384-公元前公元前322） 古代希腊著名古代希腊著名哲学、政治思想家。亚里士哲学、政治思想家。亚里士多德是柏拉图的学生多德是柏拉图的学生, 是是亚历山大的老师亚历山大的老师, 后来建立后来建立了自己的学院（了自己的学院（the Lyceum）他的哲学，逻辑学，科学他的哲学，逻辑学，科学, 形而上学形而上学,伦理学和政治学伦理学和政治学 对后世产生了难以估计的对后世产生了难以估计的影响影响伽利略伽利略伽利