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人教版 必修第一册
2.4 自由落体运动
重的物体一定下落得快吗？
猜想：物体下落过程的运动情况与哪些因素有关？
质量大的物体下落的速度比质量小的快吗？
【演示实验】
【结论】影响落体运动快慢的因素是_____的作用，在没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢_______。
⑴定义：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。
⑵条件：
（1）静止即v0=0
（2）只受重力，若受到空气阻力，当f空 G的情况，
当作自由落体运动。所以自由落体运动是一种理想运动。
自由落体运动
自由落体会是一个怎样的运动？
直线
运动特征—
加速
匀加速
运动轨迹——
探究：自由落体运动的运动性质
用打点计时器研究自由落体运动的规律
器材：打点计时器、纸带、 重物
注意事项：
1、用手拉直纸带
2、静止释放重物
3、先接通电源，后松手。最后关闭电源
0
2
3
4
5
6
A
B
C
D
x1
x2
x3
x1=0.80cm
x2=1.07cm x3=1.34cm
△x =x2-x1=
1.07cm-0.80cm
x3-x2
=1.34cm-1.07cm
=0.27cm
在匀变速直线运动中，各个连续相等的时间里的位移之差是个恒量
1
⑶性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
（4）自由落体加速度
①在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同。
这个加速度就叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，
通常用g来表示。
②重力加速度g(自由落体加速度)
a．方向总是竖直向下的。
b．大小：g=9.8m/s2 ，粗略计算可用g=10m/s2
c．g随纬度的增加而增大 （赤道g最小，两极g最大)
g随高度的增加而减小。
g的大小：g=9.8m/s2 地球上不同地方g值不同。
地 点 纬 度 重力加速(m·s-2) 特 点
赤道 0° 9.780 最小
广州 23°06′ 9.788
武汉 30°33′ 9.794 上海 31°12′ 9.794 东京 35°43′ 9.798 北京 39°56′ 9.801 纽约 40°40′ 9.803 莫斯科 55°45′ 9.816 北极 90° 9.832 最大
标准值：g＝9.806 65 m/s2
(5)规律：用 v0=0，a = g，x=h替代前面的匀变速直线运动的常用公式，则其运动规律可表示为:
匀变速直线运动的特殊规律在此也同样适用．
匀加速直线运动
自由落体运动
v＝v0+at
v0=0
a=g
自由落体运动的应用（一）
测高度
比如测一口井的深度,测楼房的高度等等.
解：由题意物体做自由落体运动，t=2s，g取9.8m/s2
所以
例、为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音。求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。
自由落体运动的应用（二）
测反应时间
人从发现情况到做
出反应所需的时间叫反应时间
1．关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( )
A．重的物体的g值大
B．同一地点,轻重物体的g值一样大
C．g值在地球上任何地方都一样大
D．g值在赤道处大于在北极处
B
2．自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的( )
B
3. 在离地面7.2 m处，手提2.2 m长的绳子的上端如图所示，在绳子的上下两端各拴一小球，放手后小球自由下落（绳子的质量不计，球的大小可忽略，g＝10 m/s2）求：
（1）两小球落地时间相差多少？
（2）B球落地时A球的速度多大？
5、屋檐隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示，g 取10m/s2 ，则此屋檐离地面的距离为（ ）
A、2.2m B、2.5m
C、3.0m D、3.2m
D
【总结与归纳】
①什么叫自由落体运动？自由落体运动的 条件是什么？
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。
②自由落体运动的性质？
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
③重力加速度的大小和方向如何？
大小：g=9.8m/s2 方向：竖直向下
④如何用匀变速直线运动的规律解自由落体问题？
v = gt
h = 1/2gt2
v = 2gh
物体下落的快慢由物体的重量决定，物体越重下落的越快。
历史的争论
拓展
意大利物理学家、天文学家
——伽利略
你错了！
物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关。
逻辑的力量
问题:伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？
=4
=8
4< <8
>8
（问题）：
既然物体自由下落跟质量无关，那么它到底遵循什么样的规律呢？
伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后，如何研究落体运动的性质？他遇到了哪些困难？如何解决？
（问题）：
既然物体自由下落跟质量无关，那么它到底遵循什么样的规律呢？
伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后，如何研究落体运动的性质？他遇到了哪些困难？如何解决？
伽利略的探索之路
困难一.没有描述物体运动所需的概念。
下落物体的速度是随时间均匀增加的，即
则：测瞬时速度V与时间t成正比
1 .大胆的猜测：
困难二 ： 瞬时速度无法准确测量
为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求间接验证的途径（思维的作用）
则：测下落的高度与时间t2成正比
困难三： 物体下落很快，很难测定不同位移的时间
（思维）为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。
将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
结果表示为：
伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着θ的增大而增大。
2.实验验证 ：
时间单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
3.合理外推
伽利略用斜面实验验证了后，怎样说落体运动也符合这个规律？
合理外推：随着角度的增大， 的数值在增大。当θ=900时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。
至此，他终于成功地验证了原先的猜想，不但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到了物体下落的规律。
意义：伽利略的成功，不仅在与找到了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路。
伽利略在寻找自由落体运动规律中使用的方法：
对现象的
一般观察
提出
假设
运用逻辑
(包括数学)
得到推论
实验
验证
推论
对假
设进
行修
正和
推广
超越伽利略
现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现
代化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、
“定位”，直接研究落体运动的性质。
现代研究落体运动的方法 ：
1、“自由落体频闪照片”求加速度
2 、用打点计时器研究纸带求出加速度
3、其它方法（测速计等）
人们采用先进的实验手段测得：
一切物体的自由落体的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度，用g表示。通常的计算，g值取9.8m/s2
实际意义 ：
当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时，即f<

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