1、第七节对自由落体运动的研究课标定位：应用：运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题 理解：1.探究自由落体运动的规律和测定自由落体运动的加速度 2领会伽利略的科学思维方法 认识：1.自由落体运动及其条件 2伽利略探究自由落体运动的历史 第七节核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 课标定位 课前自主学案 一、自由落体运动 1定义：物体只在_作用下从_开始下落的运动 2物体做自由落体运动的条件重力静止图171二、伽利略对自由落体运动规律的探究 1亚里士多德的观点 物体下落快慢是由它们的_决定的，越重的物体下落得_ 2伽利略的推理 伽利略通过“落体归谬”推翻了亚里士多德的“重的物体
2、比轻的物体_”的说法重量越快下落快3提出假说 他认为自然界总是习惯于运用最简单和最容易的手段由此，提出了假说：物体下落的过程是一个速度逐渐_的过程，速度与时间成_，即_，又从假设出发寻出物体下落的距离与时间的平方成_，即ht2.增大正比vt正比4间接验证 伽利略让铜球在近似光滑的斜槽上滚下进行实验，验证了运动距离与时间的平方成_，从而间接证实了他的假说 5合理外推 将斜面倾角外推到90，此时物体做自由落体运动，物体自由下落时的加速度用g表示，称为自由落体加速度或_，并从假设得出，自由落体运动是初速度为_、加速度恒定的_直线运动正比重力加速度零匀加速三、自由落体加速度 1大小：随地理纬度的增加而
3、_，一般计算中常取g_ m/s2或g_ m/s2.2方向：竖直向下增大9.810思考感悟1971年7月26号发射的阿波罗15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，是否会出现铁锤比羽毛提前落到月球表面的现象？提示：不会由于月球表面没有空气，所以宇航员将羽毛与铁锤自由释放后，它们只受重力作用，有相同的下落加速度，它们均同时做自由落体运动，故应同时落到月球表面上核心要点突破 一、正确理解自由落体运动 1物体做自由落体运动的条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用 2是一种理想化的运动模型在实际中
4、物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可以当做自由落体运动来处理 3自由落体运动的实质：自由落体运动的实质是初速度为零，加速度ag的匀加速直线运动，它是匀变速直线运动的一个特例4自由落体加速度重力加速度(1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的(2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关，在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变在一般的计算中，可以取g9.8 m/
5、s2或g10 m/s2.(3)方向：竖直向下由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的5运动图像：自由落体运动的vt图像是一条过原点的倾斜直线，斜率kg.k在数值上等于重力加速度的大小 特别提醒：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即时应用(即时突破，小试牛刀)1.关于自由落体运动，下列说法正确的是()A物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动 C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 D当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动解析：选BCD
6、.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g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，所以B、C、D选项正确，A选项不正确二、自由落体运动规律1基本公式速度公式：vgt位移公式：h12gt22一个有用推论整个自由落体运动的平均速度 v等于末速度 v的一半，也等于中间时刻的瞬时速度 vt2.即：vv2vt2.即时应用(即时突破，小试牛刀)2.甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落，则在下落过程中()A两球速度差越来越小 B两球速度差越来越大 C两球距离始终不变D两球距离越来越大解析：选 D.设
7、v 甲v0gt，v 乙gt，所以 v 甲v 乙v0 恒定，故 A、B 错误，x 甲v0t12gt2，x 乙12gt2，所以两球距离 x 甲x 乙v0t 随时间均匀增加，故 C 错 D 对三、测量重力加速度的方法1.打点计时器法(1)利用如图 172 所示装置，让物体自由下落打出点迹清晰的纸带(2)对纸带上计数点间的距离 x 进行测量，利用 gxnxn1T2，求出重力加速度图1722频闪照相法 频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置，根据x是否为恒量，可判断自由落体运动是否为匀变速直线运动并且可以根据匀变速运动的推论xgT2求出重力加速
8、度g.也可以根据，求出物体在某一时刻的速度，则由vv0gt，也可求出重力加速度g.2xT2tvvxt3滴水法如图 173 所示，让水滴自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴的滴下，并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间，第二滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度 h，再测出每滴水下落的时间 T，图173其方法是：当听到某一滴水滴落在盘上的同时，开启秒表开始计时，之后每落下一滴水依次数 1、2、3，当数到 n 时按下秒表停止计时，则每一滴水滴下落的时间为 Ttn，由 h12gT2 得 g2hT22n2ht2.即时应用(即时突破，小试牛刀)3
9、.一观察者发现，每隔一定时间有一个水滴自8 m高处的屋檐落下，而且当看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么这时第二滴水离地的高度是(g10 m/s2)()A2 m B2.5 m C2.9 m D3.5 m解析：选 D.由匀变速运动规律推论知相邻水滴位移比为 1357，所以第二滴到地面(第一滴)的距离应为总高度的71357 716，所以离地距离为7168 m3.5 m，故 D 对课堂互动讲练 对自由落体运动的理解一个物体从H高处自由下落，经过最后200 m所用的时间为4 s，g10 m/s2，空气阻力忽略不计，求物体下落的总时间T与高度H.例1【思路点拨】物体做自由落体运动，最后
10、4 s内的位移等于总高度H减去最后4 s前下落的高度【精讲精析】由题意知 H12gT2物体在最后 4 s 前下落的高度h12g(T4)2则 Hh200 m解得 T7 s，H245 m.【答案】7 s 245 m变式训练1 科学研究发现：在月球表面没有空气，重力加速度约为地球表面处重力加速度的1/6.若宇航员登上月球后，在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球，忽略地球和其他星球对它们的影响，以下说法中正确的是()A羽毛将加速上升，铅球将加速下落 B羽毛和铅球都将下落，且同时落到月球表面 C羽毛和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面 D羽毛和铅球都将下落，且落到月球表面的速度相同解析：选 BD.羽
11、毛和铅球在月球表面时只受重力，故它们均做自由落体运动，它们同时落地，落地时的速度为 v 2g月h，选项 A、C 错，B、D 对自由落体规律的应用从离地500 m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g10 m/s2，求：(1)经过多长时间落到地面；(2)从开始落下的时刻起，在第1 s内的位移、最后1 s内的位移；(3)落下一半时间的位移例2【思路点拨】解答本题时应把握以下两点：(1)自由落体下落的时间由高度决定(2)最后一秒内的位移等于总高度减去最后一秒之前下降的总高度【自主解答】由h500 m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地时间根据运动时间，可算出第1 s内的位移和落下一半时间
12、的位移最后1 s内的位移是下落总位移和前(n1)s下落位移之差(1)由 h12gt2，得落地时间t2hg 250010s10 s.(2)第 1 s 内的位移为h112gt21121012 m5 m.因为从开始运动起前 9 s 内的位移为h912gt29121092 m405 m，所以最后 1 s 内的位移为h10hh9500 m405 m95 m.(3)落下一半时间即 t5 s，其位移为h512gt2121025 m125 m.【答案】(1)10 s(2)5 m 95 m(3)125 m【方法总结】(1)自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动，在分析自由落体运动时，要注意灵活运用匀变速直线运动的有关规律和推论(2)求解第n秒内的位移时，应为xnxnxn1，有些同学往往误解为xnxn.变式训练2 一个物体从80米高的地方自由下落(忽略空气阻力)，则求物体接触地面前一瞬间的速度？最后一秒内的位移？(g取10 m/s2)解析：(1)由 v22gh 得v 2gh 21080 m/s40 m/s.(2)设物体在空中运动时间为 t，则有h12gt2，所以 t2hg 28010 s4 s最后一秒内的位移 hh12g(t1)280 m121032 m35 m.答案：40 m/s 35 m本部分内容讲解结束 点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用
