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

1、第第二二章章第第5 5、6 6节节新知预习新知预习 巧设计巧设计名师课堂名师课堂 一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关读教材读教材填要点填要点要点一要点一要点二要点二随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结课下作业课下作业 综合提升综合提升试身手试身手夯基础夯基础关键语句归纳关键语句归纳要点三要点三1 1知道自由落体运动的概念、条件及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特点，能根据自由落体运动的规律解决有关问题。解决有关问题。2 2知道自由落体运动的加速度，知道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，它的方向，以及在地球的不同地方，重力加速度不同。重

2、力加速度不同。3 3了解伽利略研究自由落体运动的过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，程，领悟理想化的科学思维方法，体会科学方法的价值。体会科学方法的价值。读教材读教材填要点填要点 1 1自由落体运动自由落体运动 (1)(1)定义：物体只在定义：物体只在 作用下从作用下从 开始下落开始下落的运动。的运动。 (2)(2)条件：只受条件：只受 ，初速度为零。，初速度为零。 (3)(3)运动性质：自由落体运动是初速度为运动性质：自由落体运动是初速度为0 0的的 直线运动。直线运动。重力重力静止静止重力重力匀变匀变速速 2自由落体加速度自由落体加速度(重力加速度重力加速度)(1

3、)定义：物体自由下落的加速度，用定义：物体自由下落的加速度，用g表示。表示。(2)方向：方向： 。(3)大小：随地理纬度的增大而增大，随高度的增大小：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，大而减小，一般的计算中，g取取9.8 m/s2。竖直向下竖直向下3自由落体运动规律自由落体运动规律(1)速度公式：速度公式：v 。(2)位移公式：位移公式：h 。(3)速度位移公式：速度位移公式：v2 。gt2gh 4伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究(1)问题发现：问题发现：亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢。亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢。矛盾：把

4、重物和轻物捆在一起下落，会得出与亚里矛盾：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。士多德观点互相矛盾的结论。伽利略观点：重物与轻物下落得伽利略观点：重物与轻物下落得 。同样快同样快 (2) (2)猜想与假说：猜想与假说： 伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的 运运动，并指出这种运动的速度应该动，并指出这种运动的速度应该 变化的假说。变化的假说。变速变速均匀均匀(3)理想斜面实验：理想斜面实验：如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零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的匀变速直线运动的位移x与运动所用的时间与

5、运动所用的时间t的平方的平方成成 ，即，即xt2。让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出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小球从不同起点滚动的位移x和所用的时间和所用的时间t。正比正比a斜面倾角一定时，判断斜面倾角一定时，判断xt2是否成立。是否成立。b改变小球的质量，判断改变小球的质量，判断xt2是否成立。是否成立。c将斜面倾角外推到将斜面倾角外推到90时的情况时的情况小小球自由下落，认为小球仍会做球自由下落，认为小球仍会做 运动，从运动，从而得到了落体运动的规律。而得到了落体运动的规律。匀变速直线匀变速直线(4)伽利略研究自然规律的科学方法：伽利略研究自然规

6、律的科学方法：把实验和逻辑推理把实验和逻辑推理(包括数学演算包括数学演算)和谐地结合起来。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提出假设运用逻辑得出推论运用逻辑得出推论通过实验对推论进行通过实验对推论进行检验检验对假说进行修正和推广。对假说进行修正和推广。试身手试身手夯基础夯基础1 1自由落体运动是自由落体运动是( () )A A物体不受任何作用力的运动物体不受任何作用力的运动B B物体在真空中的运动物体在真空中的运动C C加速度为加速度为g g的竖直下落运动的竖直下落运动D D初速度为零、加速度为初速度为零、加

7、速度为g g的竖直下落运动的竖直下落运动解析：解析：根据自由落体运动的特点知，自由落体运根据自由落体运动的特点知，自由落体运动是初速度为零、加速度为动是初速度为零、加速度为g的竖直下落运动，的竖直下落运动，选项选项D正确。正确。答案：答案：D2实验表明，在同一地点，一切物体自由落体运动的加实验表明，在同一地点，一切物体自由落体运动的加速度大小均速度大小均_，但在地球的不同地方，但在地球的不同地方g的值是的值是_的，其大小随纬度的增大而的，其大小随纬度的增大而_，即在，即在赤道上赤道上_，在两极，在两极_，其方向总是，其方向总是_。答案：答案：相同不同增大最小最大竖直向下相同不同增大最小最大竖直

8、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亚里士多德认为树叶比石块在空中下落得慢些的原因因()A树叶比石块轻树叶比石块轻B树叶比石块受到的阻力大树叶比石块受到的阻力大C树叶和石块物质不同树叶和石块物质不同D树叶下落得慢由其组成决定树叶下落得慢由其组成决定解析：解析：亚里士多德认为：重的物体比轻的物体下亚里士多德认为：重的物体比轻的物体下落得快，因此物体下落快慢不同，原因是它们的落得快，因此物体下落快慢不同，原因是它们的轻重不同。轻重不同。答案：答案：A4伽利略以前的学者认为：物体越重，下落越快。伽利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

9、端同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，这主要是因为地面，这主要是因为()A它们的质量不等它们的质量不等B它们的密度不等它们的密度不等C它们的材料不同它们的材料不同D空气阻力对它们自身的影响不同空气阻力对它们自身的影响不同解析：解析：玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为羽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，毛受到的空气阻力与其自身重力相比较大的缘故，所以所以D D正确。正确。答案：答案：D D5从离地面从离地面500 m的空中由静止开始自由落

10、下一个的空中由静止开始自由落下一个小球，取小球，取g10 m/s2，求：，求：(1)小球经过多长时间落到地面。小球经过多长时间落到地面。(2)小球落地的速度。小球落地的速度。答案：答案：(1)10 s(2)100 m/s物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。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：运动学特点：v00，ag，受力大小、方向均不变。，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，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。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

11、直线运动性质：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。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。地球上不同的纬自由落体运动中的加速度都相同。地球上不同的纬度，度，g值不同。其方向为竖直向下。通常计算时，取值不同。其方向为竖直向下。通常计算时，取g9.8 m/s2，粗略计算时，取，粗略计算时，取g10 m/s2。(5)运动图像：自由落

12、体运动的运动图像：自由落体运动的vt图像是一条图像是一条过原点的倾斜直线，斜率过原点的倾斜直线，斜率kg。1 1关于自由落体运动，下列说法错误的是关于自由落体运动，下列说法错误的是( () )A A物体竖直向下的运动一定是自由落体运动物体竖直向下的运动一定是自由落体运动B B自由落体运动是初速度为零、加速度为自由落体运动是初速度为零、加速度为g g的竖直的竖直向下的匀加速直线运动向下的匀加速直线运动C C物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自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由落体运动D D当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，

13、物体自由下落可视为自由落体运动体自由下落可视为自由落体运动审题指导审题指导解答本题需要把握以下两点：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。自由落体的受力特点是仅受重力。(2)其运动性质是其运动性质是v00的匀加速直线运动的匀加速直线运动(ag)。解析解析自由落体运动是物体只在重力作用下从静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，忽略不计，物

14、体的自由下落也可以看做自由落体运动，所以所以B、C、D选项正确，选项正确，A选项不正确。选项不正确。答案答案A自由落体运动是匀加速直线运动的一个特例，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、加速度为其初速度为零、加速度为g，g的大小与重力大小无的大小与重力大小无关。如果问题指明关。如果问题指明(或有明显暗示或有明显暗示)空气阻力不能忽略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。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：动的规律如下表所示：(2)初速度为零的匀加速直

15、线运动的特殊规律：初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律：第第1t末、第末、第2t末、第末、第3t末末第第nt末速度之比末速度之比为为v1 v2 v3 vn1 2 3 n。1t内、内、2t内、内、3t内内nt内位移之比为内位移之比为x1 x2 x3 xn1 22 32 n2。第第1t内、第内、第2t内、第内、第3t内内第第nt内位移之比内位移之比为为x x x xN1 3 5 (2n1)。名师点睛名师点睛匀变速直线运动中的几个推论及初速度为零的匀变速直线运动中的几个推论及初速度为零的匀加速直线运动的几个比例关系，对自由落体运动匀加速直线运动的几个比例关系，对自由落体运动也是成立的，在解题过程中可

16、以灵活运用，但加速也是成立的，在解题过程中可以灵活运用，但加速度为重力加速度度为重力加速度g。2从离地面从离地面500 m的空中自由落下一个小球，的空中自由落下一个小球，g取取10 m/s2，求小球：，求小球：(1)经过多长时间落到地面。经过多长时间落到地面。(2)自开始下落计时，在第自开始下落计时，在第1 s内的位移和最后内的位移和最后1 s内内的位移为多少。的位移为多少。(3)下落时间为总时间的一半时的位移。下落时间为总时间的一半时的位移。答案答案(1)10 s(2)5 m95 m(3)125 m自由落体运动实质是一种特殊的匀变速直线运动，自由落体运动实质是一种特殊的匀变速直线运动，符合所

17、有匀变速直线运动规律，只是其初速度为零，加符合所有匀变速直线运动规律，只是其初速度为零，加速度为速度为g，题目中即使不直接告诉，也是必然的隐含条，题目中即使不直接告诉，也是必然的隐含条件，可以直接应用。件，可以直接应用。图图2513滴水法滴水法(1)让水滴落到垫起来的盘子上，可以清晰地听到水让水滴落到垫起来的盘子上，可以清晰地听到水滴碰盘子的声音。细心地调整水龙头的阀门，使第一个滴碰盘子的声音。细心地调整水龙头的阀门，使第一个水滴碰到盘子听到响声的瞬间，注视到第二个水滴正好水滴碰到盘子听到响声的瞬间，注视到第二个水滴正好从水龙头滴水处开始下落。从水龙头滴水处开始下落。(2)听到某个响声时开始计

18、时，并数听到某个响声时开始计时，并数0，以后每听到一，以后每听到一次响声，顺次加次响声，顺次加1，直到数到，直到数到N，停止计时，表上时间的，停止计时，表上时间的读数是读数是T。图图2523利用图利用图252中所示的中所示的装置可以研究自由落体运动。实装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。打出一系列的小点。(1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有_。(填入正确选项前的

19、字母填入正确选项前的字母)A天平天平B秒表秒表C米尺米尺(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：个你认为可能引起此误差的原因：_。审题指导审题指导解答本题时需要把握以下两点：解答本题时需要把握以下两点：(1)根据实验原理确定实验所需的器材。根据实验原理确定实验所需的器材。(2)根据实验原理和实验步骤确定产生误差的原因。根据实验原理和实验步骤确定产生误差的原因。解析解析(1)根据纸带求加速度，一定要知道长度和根据纸带求加速度，一定要知道长度和时间。时间由打点计时器直接测量，故不需要秒表；重时间。时间由打点计时器直接测量，故不需要秒表；重力加速度的值和物体的质量无关，因此不需要天平。故力加速度的值和物体的质量无关，因此不需要天平。故选项选项C正确。正确。 (2)自