2.4 自由落体运动-【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册课件

4自由落体运动一、自由落体运动根据仔细的分析，伽利略认为物体下落的运动只有一种可能性：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。1、研究轻重不同的物体下落的情况

如图2.4-1甲，一个两端封闭的玻璃管（也称牛顿管），其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通。把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。如图2.4-1乙，把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。2、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．自由落体运动是一种理想化模型，只有当自由下落物体所受空气阻力可以忽略时可看做自由落体．物体的运动同时满足以下两个条件才可以称为自由落体运动（1）物体的初速度为零（2）物体只受重力，不受空气阻力或空气阻力可以忽略不计由上面的实验我们可以看到，自由落体运动是加速运动。那么，它的加速度在下落过程中是否变化呢？二、自由落体的加速度

若SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=SⅣ-SⅢ=SⅤ-SⅣ=△S在实验误差范围内是定值，就可以说明此运动为匀加速运动。1.081.091.091.09初速度为零的匀加速直线运动取点ABCDEF

连续相等时间内的位移（cm)SⅠ

=1.64SⅡ

=2.72SⅢ=3.81SⅣ=4.90SⅤ=5.99连续相等时间内的位移差（cm)SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=SⅣ-SⅢ=规律SⅤ-SⅣ=对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度（free-fallacceleration），也叫作重力加速度（gravitationalacceleration），通常用g表示。重力加速度的方向竖直向下，它的大小可以通过多种方法用实验测定。精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。在赤道的海平面处g为9.780m/s2，在北京g为9.801m/s2。在一般的计算中，g可以取9.8m/s2或10m/s2。与纬度的关系在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，即赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别不大与高度的关系在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小。但在不太高的高度内，可认为重力加速度的大小不变自由落体加速度(重力加速度）1．定义：重力加速度又叫自由落体加速度，通常用g来表示．2．重力加速度的方向总是竖直向下．3．在同一地点，一切物体的重力加速度都相同．4．在不同地理位置处的重力加速度一般不同，赤道上物体的重力加速度最小；南(北)极处重力加速度最大；物体所处地理位置的纬度越大，重力加速度越大．5．一般的计算中，可以取g＝9.8m/s2，或g＝10m/s2. 特别提醒：①重力加速度的方向为竖直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂线来确定．②满足自由落体运动的条件有两个：只受重力作用和从静止开始下落．用手机测自由落体加速度例题：关于物体做自由落体运动的加速度g值，下列说法中正确的是()A．重的物体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值在赤道处大于北极处解析：g值与物体轻重无关，A错误，B正确；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道处小于北极处，C、D错误。三、自由落体运动规律1．运动性质：自由落体运动实质上是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动．2．自由落体运动的运动规律测反应时间操作：一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手，且在捏的过程中手不能上下移动。读数：直尺下落的距离，即后者所捏处的刻度值。处理：根据位移公式可计算出直尺下落的时间。原理:人的反应时间等于直尺下落的时间自由落体运动的应用伽利略对自由落体运动的研究1．问题发现亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论．伽利略观点：重物与轻物下落得一样快．2．猜想与假说伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．3．理想斜面实验(1)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x与运动所用的时间t的平方成正比，即x∝t

2.(2)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x和所用的时间t.(3)斜面倾角一定时，判断x∝t

2是否成立．(4)改变小球的质量，判断x∝t

2是否成立．(5)将斜面倾角外推到θ＝90°情况——小球自由下落，认为小球仍会做匀加速

运动，从而得到了自由落体运动的规律．4．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)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→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广．介绍：竖直上抛1、定义：将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出的运动，叫竖直上