自由落体运动 高一上学期物理人教版2019必修1

高一物理必修一2.4自由落体运动物体下落的运动是司空见惯的，轻重不同的物体哪个下落的快呢？两千多年前，古希腊学者亚里士多德，通过平常观察到的事实，例如一块石头比一片树叶下落得快些，认为物体下落的快慢与它的轻重有关。重的物体下落快

伽利略通过逻辑推理指出了亚里士多德的错误，最后通过实验证明重物与轻物下落得同样快。阅读教材47页，说一说著名的比萨斜塔实验

现代科技的发展，使我们有多种手段可以重现伽利略的著名实验：1971年，站在没有大气的月球上，阿波罗15号的宇航员一只手握住铁锤，一只手捏着羽毛，在同一高度上同时松手，只见羽毛和铁锤都竖直下落，同时到达了月球表面。这个实验雄辩地证明了伽利略是对的。

在教室里，我们可以借助于牛顿管，比较轻重不同的物体下落的快慢……实验条件控制

实验现象1未抽出空气2抽出大部分空气

3抽出所有空气羽毛下落的很慢相同速度接近实验结论：在完全没有空气阻力的情况下，轻重物体下落的一样快。思考：(1)为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？试发表你的观点．(2)猜想：不同的物体，只在重力作用下从静止开始下落，运动规律相同吗？属于什么运动？一、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．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较

，可以

．

例1：关于自由落体运动，下列说法正确的是(

)A．物体从静止开始下落的运动就叫作自由落体运动B．自由落体运动是物体不受任何作用力的运动C．从静止开始下落的小钢球，因受空气阻力的作用，一定不能看成做自由落体运动D．从树上落下的树叶，因受空气阻力作用，不能看成做自由落体运动

D伽利略对自由落体运动的研究

困难一.无法直接测定瞬时速度伽利略首先提出了关于速度一些概念阅读教材，说一说伽利略的方法困难二：落体运动时间太短，无法准确测量自由落体运动的实验探究探究过程(1)按如图所示将打点计时器

固定在铁架台上，连接好电路．(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物

打点计时器．(3)用手捏住纸带

端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，放开纸带让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，重物落地后立刻关闭电源．(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理．

数据处理(1)用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离．(2)用vn＝

求出各点的速度，作v－t图像，图像应为一条过原点的倾斜直线．(3)根据v－t图像的斜率求加速度或根据Δx＝aT2计算加速度．

例2：将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测得自由落体加速度．(1)所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需

(填字母代号)．A．直流电源 B．天平及砝码C．8V交变电源 D．毫米刻度尺(2)已知电磁打点计时器的工作频率为50Hz，实验中得到的一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的点，图中四个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为

cm；重物的加速度大小为

m/s2.（保留2位小数）。该实验中测得的自由落体加速度的值偏小，其主要原因是

.

(3)改变重物的质量，重复上面的实验，归纳自由落体运动性质：________________________________________.二、自由落体加速度

1、自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动。也叫自由落体加速度观察教材49页中“一些地点的重力加速度”表格，回答问题：①哪个地点的重力加速度最小？哪个地点的重力加速度最大？②从表中你发现了什么规律？课后查阅资料解释这个规律．地球表面不同地点，g值有所不同。纬度越高，g值越大。g极地>g赤道同一地点不同高度，g值有所不同。高度越高，g值越小。g低>g高三、自由落体运动的公式

自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。

匀变速直线运动的一切推论、公式，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动，仅需要将v0＝0、a＝g代入相关式子、x习惯性地写成h即可．请在表格中填写自由落体运动的规律．规律名称匀变速直线运动的规律自由落体运动的规律速度公式v＝v0＋at位移公式x＝v0t＋at2速度位移公式v2－v＝2ax平均速度求位移公式x＝t例3：从离地面500m处自由落下一个小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求：(1)小球落到地面需要的时间；(2)开始下落后第1s