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(共34张PPT)
第2章　匀变速直线 运动的研究
第4节　自由落体运动
　　(1)做初速度为0的匀加速直线运动的物体，在t s时间内发生的位移是s m。试写出加速度a的表达式。
　　(2)一个质点做直线运动，测得它在t0、t1、t2……时刻的速度分别为v0、v1、v2……已知Δt1＝t1﹣t0、Δt2＝t2﹣t1……且Δt1＝Δt2＝……Δv1＝v1﹣v0、Δv2＝v2﹣v1……在Δv1、Δv2……之间满足什么关系时，质点做匀加速直线运动？
　　(3)已知一物体做匀变速直线运动，加速度为a，试证明：在一段时间t内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度。
导入
　　归纳总结：
　　由(1)得a＝，当s、t相同时，a相同。
　　由(2)得Δv1＝Δv2……时，该质点的运动一定是匀加速直线运动，给我们提供了一个判断质点是否做匀变速直线运动的方法。
　　由(3)得到了一种求解做匀变速直线运动的物体在某一时刻瞬时速度的方法。
导入
　　演示实验1
　　将粉笔头从空中由静止释放。
　　它做的是一种什么性质的运动呢？
导入
　　演示实验2
　　将一小球用细线悬挂在铁架台上。
　　(1)挂在细线下静止的小球，受哪些力的
作用？
　　(2)如果把细线剪断，小球下落过程中受
哪些力的作用？
导入
　　演示实验2
　　将一小球用细线悬挂在铁架台上。
　　(3)那么小球将在什么方向上运动？
　　(4)这就是我们常见的物体自由下落的现
象，将轻重不同的物体从同一高度同时由静
止释放，它们下落的快慢相同吗？
导入
　　准备一根米尺，让其自由下落，与此同时，让一位同学伸手抓住下落的尺子，用米尺的读数测量同学的反应时间。
　　我们是如何用米尺测量反应时间的？
导入
　　左右手各放一个盘子和一个气球，置于同一高度，同时松手，观察二者的落地情况。
　　若将气球放在盘子上，盘子和气球谁先落地？
　　物体下落的快慢与什么因素有关？
导入
环节一：自由落体运动
思路一
　　探究活动：轻重不同的物体下落快慢是否相同。
　　实验1：将一元硬币与等大的纸片从同一高度由静止释放，观察谁落地快。
　　能不能得出物体越重下落越快？
　　实验2：将一小石子与一比小石子重的大纸片从同一高度由静止释放，观察谁落地快。
　　能不能得出物体越轻下落越快？
　　实验3：取两张完全相同的白纸，它们的重力相同，这样重力对下落的作用是一样的，把其中一张白纸揉成纸团，让它们从同一高度由静止释放，观察谁落地快。
　　重力相同的物体能否同时落地，为什么？
　　实验4：取一元硬币1枚，与一元硬币等大的纸片1张，将纸片揉成团，让它们从同一高度由静止释放，观察谁落地快。
　　物体下落的快慢与重力有关吗？那么为什么有时重的物体下落快呢？是什么因素在起作用呢？
环节一：自由落体运动
　　如果没有空气阻力
的话，物体自由下落的
情况会怎样呢？
　　若无空气阻力，不
同物体自由下落的快慢
相同。
环节一：自由落体运动
　　归纳总结：
　　物理学中，把物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。在日常生活中，物体下落时不可能不受空气阻力，如果空气阻力对于重力而言很小而可以忽略的话，物体由静止下落的运动就可以看成自由落体运动。所以，自由落体运动是一个理想化的过程，通过理想化突出主要因素，忽略次要因素，从而使问题简单化，这是物理学中常用到的一种研究问题的科学方法。
环节一：自由落体运动
环节一：自由落体运动
B
环节一：自由落体运动
思路二
　　1.实验探究，感知概念
　　物体的下落快慢与什么因素有关？
　　我们猜测“重量和空气阻力”两个变量可能会影响物体的下落快慢，如果我们要讨论物体下落运动的快慢是否与重量有关，那么我们应该怎么做？
　　实验演示1
　　利用抽气机抽走牛顿管中的空气后，同时释放
其中的羽毛和铁片。
　　可以观察到什么现象？
　　可以发现羽毛和铁片同时落地。
　　可以得出什么结论？
　　物体下落的快慢与重量无关。
环节一：自由落体运动
　　物体下落的过程中只受到重力的作用，我们把这种物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。
　　物体做自由落体运动需要满足什么条件？
　　初速度为0，只受重力作用。
　　现实生活中，物体能否做到只受重力作用？如果不能，应该怎么看待自由落体运动？
　　不能。当空气阻力非常小的时候，我们可以忽略空气阻力。
环节一：自由落体运动
　　实验演示2
　　将牛顿管内充满空气，然后同时释放羽毛和铁
片，观察发现铁片先落地。
　　羽毛下落为什么不可以看成是自由落体运动？
　　羽毛所受空气阻力相对于其自身重力较大，故
不能忽视羽毛所受的空气阻力。
忽视与重视同等重要。
环节一：自由落体运动
　　历史拓展
　　早在2000多年前，哲
学家亚里士多德认为“物
体越重下落得越快”。16
世纪，伽利略对此产生怀
疑。假设亚里士多德的观
点是正确的，那么就会产
生矛盾的结果，即“物体越重下落得越慢”。
环节一：自由落体运动
　　2.实验探究，理解性质
　　物体做自由落体运动的过程中做什么运动？
　　匀加速直线运动。
　　测量小球做自由落体运动的时间与位移，位移与时间满足h＝at2，即可证明自由落体运动为匀加速直线运动。
　　实验过程中，小球下落的过程很快，很难测量小球下落到某一位置的时间。
环节一：自由落体运动
　　历史拓展
　　当年，伽利略也遇到了同样的困难。于是，他想出了用铜球在斜面上做实验，将轨道角度变小，减缓小球的运动速度。
环节一：自由落体运动
　　轨道倾斜放置，测量小球运动到某一位置的时间，验证小球在斜面上做匀加速直线运动，即h-t2图像是否为倾斜的直线。
　　调整斜面倾斜角度至90°，即可得到自由落体运动的性质——初速度为0的匀加速直线运动。
　　科学思维习惯
问题→猜想→推理→实验验证→合理外推→结论
环节一：自由落体运动
环节一：自由落体运动
ABC
环节二：自由落体加速度
思路一
　　伽利略用简单明了的科学推理，巧妙地揭露了亚里士多德学说内部的矛盾，并推断自由落体运动是一种匀加速运动。伽利略用科学推理揭示自然规律的方法，对现代的科学研究仍然有着重要的指导意义。
　　用打点计时
器打出若干条重
锤自由下落运动
的纸带，测出相
邻点间的距离s，
计算出各点的瞬
时速度及重锤运
动的加速度。
环节二：自由落体加速度
　　归纳总结：
　　(1)自由落体运动是初速度为0的匀加速运动。
　　(2)在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相
同，这个加速度叫作自由落体加速度，又叫重力加速度，用“g”
表示，方向竖直向下，通常情况下g＝9.8 m/s2，粗略计算时，也
可取10 m/s2。
　　自由落体运动的规律：v＝gt，h＝gt2，v2＝2gh。
环节二：自由落体加速度
环节二：自由落体加速度
BC
环节二：自由落体加速度
思路二
　　3.实验探究，总结规律
　　利用打点计时器纸带测量重力加速度，可得出结论：
　　重力加速度g＝9.8 m/s2，方向竖直向下。在同一地点，一切物体自由下落的加速度大小都相同。
　　运动学规律也适用于自由落体运动。公式h＝gt2，v2＝2gh，
v＝gt均成立。
　　观察图表，能得出什
么结论？
　　纬度越高，重力加速
度越大。
环节二：自由落体加速度
　　4.总结新知，情境回顾
　　总结：
　　(1)知道自由落体运动的定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。
　　(2)理解自由落体运动的性质：初速度为0的匀加速直线运动。
　　(3)知道重力加速度的大小和方向：g＝9.8 m/s2，方向竖直向下。
环节二：自由落体加速度
　　在“抓尺子”的游戏，我们是如何用米尺测量反应时间的？
　　米尺由静止释放做的是自由落体运动，利用自由落体运动的位移公式，在不同的刻度处标上相应的时间即可。绝大多数同学的反应时间在0.15～0.18 s。
环节二：自由落体加速度
　　总结：
　　自由落体运动公式：公式h＝gt2，v2＝2gh，v＝gt均成立。
　　(1)速度公式：v＝gt 。
　　(2)位移公式：h＝gt2。
　　(3)位移与速度的关系式：v2＝2gh。
环节二：自由落体加速度
　　 5.智慧学习，知行合一
　　能利用手机（拍照功能）、米尺、小钢珠设计实验方案，估测本地的重力加速度吗？
　　根据实验数据，完成表格及图像，计算加速度。
环节二：自由落体加速度
环节二：自由落体加速度
谢谢！

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