资源简介

(共35张PPT)
2.4
自由落体运动
公元前4世纪的古希腊哲学家
——亚里士多德
物体下落的快慢由物体的重量决定，物体越重下落的越快。
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。
逻辑推理
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
伽利略认为：
重物与轻物应该下落得同样快！
讨论：重的和轻的物体谁下落得快
实验 结果 结论
一枚硬币和一
张纸张从同一
高度同时下落
硬币先落地
重的物体
下落快
将纸张揉成
团，使其与硬
币从同一高度
同时下落
轻重物体
下落几乎
一样快
几乎同时
落地
（亚里士多德）
（伽利略）
结论：影响物体下落快慢的因素是空气阻力。
假如没有空气，任何物体下落的一样快吗？
结论：在没有空气阻力时，任何物体的下落的
快慢都是一样的。
影响物体下落快慢的因素不是物体的质量，
会是什么因素呢？
牛顿管实验
　 影响落体运动快慢的因素
是空气阻力的作用，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相同 .
一、自由落体运动
1、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
2、条件：
①只在重力作用下
②v0=0
我们日常生活中见到的落体运动都是自由落体运动吗？
注意：当空气阻力同重力相比很小，可忽略不
计时，物体下落也可看作自由落体运动。
纸带
重锤
打点计时器
实验探究：自由落体运动的性质
铁架台
夹子
实验
装置
A(0)
B(2.74cm)
C(5.86cm)
D(9.36cm)
E(13.22cm)
F(17.47cm)
x1
x2
x3
x4
x5
x1=2.74cm
x2=3.12cm
x4=3.86cm
x3=3.50cm
x5=4.25cm
x2-x1=0.38cm
x3-x2=0.38cm
x4-x3=0.36cm
x5-x4=0.39cm
数据处理
频闪摄影：在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。
频闪照片
0.0mm
19.6mm
78.3mm
176.2mm
照片间隔时间为0.2s
58.7mm
19.6mm
97.6mm
在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，用g 表示。
在地球上不同地点，g 的值？
一般的计算中，可以取 g = 9.8 m/s 2或g = 10 m/s 2
二、自由落体加速度
随纬度的升高，重力加速度增大
重力加速度方向总是竖直向下。
地点
纬度
重力加速度
赤道
0°
9.780
广州
23°06'
9.788
武汉
30°12'
9.794
上海
31°06'
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
重力加速度在不同地方有不同值；纬度越高，重力加速度越大。
你发现什么规律？
三、自由落体运动的规律
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。
自由落体运动的规律
一物体从塔顶做自由落体运动，经过3秒钟落地，
求（1）塔的高度？
（2）物体落地时的速度？
t=3s
h=
V=
解：（1）
( 2)
塔的高度为
物体落地时的速度为
v=gt=9.8×3m/s=29.4m/s
自由落体运动的规律和应用
(3)最后1s下落的距离？
方向竖直向下
看看你反应的快慢
一位同学用两个手指捏住刻度尺的顶端，另一位同学用一
只手在刻度尺下方做捏住刻度尺的准备，但手不能碰到尺子，
记下这时手指在刻度尺上的位置。当看到尺子被放开时，立即
捏住尺子，记下手指在刻度尺上的位置，则可以测出刻度尺降
落的高度。
为什么用尺子可以测量同学们的反应时间呢？
能说出用尺子测量反应时间的原理么？
已知位移h和重力加速度g,利用
就可以求出t。
反应时间的参考值
cm
本节小结
一、自由落体运动的概念
物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。
二、自由落体加速度
常取g=9.8m/s2或g=10m/s2
三、自由落体运动的规律
1.甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同时做自由落体运动，则下列说法中正确的是（ ）
A、甲比乙先着地
B、甲比乙的加速度大
C、甲乙同时着地
D、无法确定谁先着地
C
物体下落快慢与质量无关
2.甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲、
从H高处自由落下，乙从2H高处同时自由落
下，下面几种说法正确的是（ ）
A.两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比
乙的大
B.甲乙各自下落1m（物体均未落地）时，其速度
相等
C.下落过程中，甲、乙速度变化的快慢相等
D.从开始下落到落地，甲、乙的平均速度相等
BC
（多选）
3.从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一
地点再释放另一粒小石子，不计空气阻力，
则在它们落地之前的任一时刻（ ）
A.两粒石子间的距离将保持不变，速度之差保持不变
B.两粒石子间的距离将不断增大，速度之差保持不变
C.两粒石子间的距离将不断增大，速度之差也越来
越大
D.两粒石子间的距离将不断减少，速度之差也越来
越小
B
4.做自由落体运动的物体，在最后1s内通过的位移是55m。（g=10m/s2）求：
（1）物体开始下落时的高度
（2）落到地面所需时间
（3）落地时的速度
自由落体运动的规律和应用
5.水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，用时0.2s，空气阻力不计，取g=10m/s2，求窗户的上沿离屋檐的距离？
6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50 Hz. (1)在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为vB＝______ m/s；vC＝_______ m/s；
小车运动的加速度为a＝___________ 。
（结果全部保留两位有效数字）
0.96
0.56
2.0m/s2
伽利略在研究自由落体运动的过程中遇到了
哪些困难？他是怎样克服的？
㈠ 没有明确的物理概念；
猜想与假说
㈡ 无法直接测定瞬时速度；
自然界的规律是简单的，落体运动一定是最简单的变速运动。速度应该是均匀变化的。
随时间均匀变化？随位移均匀变化？
间接验证
㈢ 无法测量自由落体运动的时间；
突破：“冲淡”重力，使其加速度减小
怀疑者在翻阅亚里士多德的书籍
助手利用自己的脉搏测时间
伽利略
一些贵族
若v0＝0,且
必有
t x1
t x2
t x3
3x1
5x1
实验验证
伽利略设想，倾角越接近90。时，
小球的运动就越接近自由落体运动。
球沿斜面滚下的运动，是匀加速直线运动；
倾角一定，质量不同的球，加速度相同；
斜面的倾角越大，小球的加速度越大
合理外推
无数次实验结果表明
修正和推广
如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。
在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。 ——伽利略
后人在用伽利略的器材重复他的
实验时发现:铜球沿斜面滚下,如果斜面倾角超过5°就很难准确计时。伽利略把他的结论外推至90°是需要很大勇气的。后来,他的外推被实验证实了。
对现象的
一般观察
提出
假设
运用逻辑
得出结论
实验
验证
修正
推广
伽利略的研究之路
现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，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、用打点计时器研究纸带求出加速度
2 、“自由落体频闪照片”求加速度
3、其它方法（测速计等）
超越伽利略
亲身体验:游乐场中的自由落体运动

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