高中物理课件 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究

第二章第5、6节新知预习·

巧设计名师课堂·

一点通创新演练·大冲关读教材·填要点要点一要点二随堂检测归纳小结课下作业综合提升试身手·夯基础关键语句归纳要点三1．知道自由落体运动的概念、条件及特点，能根据自由落体运动的规律解决有关问题。2．知道自由落体运动的加速度，知道它的方向，以及在地球的不同地方，重力加速度不同。3．了解伽利略研究自由落体运动的过程，领悟理想化的科学思维方法，体会科学方法的价值。[读教材·填要点]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。

(2)条件：①只受

，②初速度为零。

(3)运动性质：自由落体运动是初速度为0的

直线运动。重力静止重力匀变速2．自由落体加速度(重力加速度)

(1)定义：物体自由下落的加速度，用g表示。

(2)方向：

。

(3)大小：随地理纬度的增大而增大，随高度的增大而减小，一般的计算中，g取9.8m/s2。竖直向下3．自由落体运动规律(1)速度公式：v＝

。(2)位移公式：h＝

。(3)速度位移公式：v2＝

。gt2gh

4．伽利略对自由落体运动的研究

(1)问题发现：亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢。矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出与亚里士多德观点互相矛盾的结论。伽利略观点：重物与轻物下落得

。同样快(2)猜想与假说：伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的

运动，并指出这种运动的速度应该

变化的假说。变速均匀

(3)理想斜面实验：①如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间t的平方成

，即x∝t2。②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动的位移x和所用的时间t。正比

a．斜面倾角一定时，判断x∝t2是否成立。

b．改变小球的质量，判断x∝t2是否成立。

c．将斜面倾角外推到θ＝90°时的情况——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。匀变速直线

(4)伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来。他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广。[试身手·夯基础]1．自由落体运动是(

)A．物体不受任何作用力的运动B．物体在真空中的运动C．加速度为g的竖直下落运动D．初速度为零、加速度为g的竖直下落运动解析：根据自由落体运动的特点知，自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直下落运动，选项D正确。答案：D2．实验表明，在同一地点，一切物体自由落体运动的加速度大小均________，但在地球的不同地方g的值是________的，其大小随纬度的增大而________，即在赤道上________，在两极________，其方向总是________。答案：相同不同增大最小最大竖直向下3．亚里士多德认为树叶比石块在空中下落得慢些的原因 (

)A．树叶比石块轻B．树叶比石块受到的阻力大C．树叶和石块物质不同D．树叶下落得慢由其组成决定解析：亚里士多德认为：重的物体比轻的物体下落得快，因此物体下落快慢不同，原因是它们的轻重不同。答案：A4．伽利略以前的学者认为：物体越重，下落越快。伽利略等一些物理学家否定了这种看法。在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为

(

)A．它们的质量不等B．它们的密度不等C．它们的材料不同D．空气阻力对它们自身的影响不同解析：玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为羽毛受到的空气阻力与其自身重力相比较大的缘故，所以D正确。答案：D5．从离地面500m的空中由静止开始自由落下一个小球，取g＝10m/s2，求：(1)小球经过多长时间落到地面。(2)小球落地的速度。答案：(1)10s

(2)100m/s物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。

(1)运动学特点：v0＝0，a＝g，受力大小、方向均不变。

(2)受力特点：在真空中物体只受重力，或者在空气中，物体所受空气阻力很小，可忽略。

(3)运动性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。所以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)自由落体加速度：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。地球上不同的纬度，g值不同。其方向为竖直向下。通常计算时，取g＝9.8m/s2，粗略计算时，取g＝10m/s2。

(5)运动图像：自由落体运动的v－t图像是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g。

1．关于自由落体运动，下列说法错误的是(

)

A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动

B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动

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．当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动[审题指导]

解答本题需要把握以下两点：(1)自由落体的受力特点是仅受重力。(2)其运动性质是v0＝0的匀加速直线运动(a＝g)。

[解析]

自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的自由下落也可以看做自由落体运动，所以B、C、D选项正确，A选项不正确。

[答案]

A自由落体运动是匀加速直线运动的一个特例，其初速度为零、加速度为g，g的大小与重力大小无关。如果问题指明(或有明显暗示)空气阻力不能忽略不计时，物体运动就不再是自由落体运动。

(1)结合匀变速直线运动的规律，可得出自由落体运动的规律如下表所示：

(2)初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律：①第1t末、第2t末、第3t末……第nt末速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n。②1t内、2t内、3t内……nt内位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶22∶32∶…∶n2。③第1t内、第2t内、