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1、7.7.对自由落体运动的研究对自由落体运动的研究第一章第一章 运动的描述运动的描述思考与讨论：思考与讨论：两个下落过程有什么共同点？两个下落过程有什么共同点？落叶和苹果那样由静止开始从高处落到低处落叶和苹果那样由静止开始从高处落到低处的运动叫做的运动叫做落体运动落体运动。共同特点：从静止开始，从高的地方落到低的地方共同特点：从静止开始，从高的地方落到低的地方。总结归纳总结归纳 通过对大量的物体自由下通过对大量的物体自由下落的观察，直接得出结论：落的观察，直接得出结论：重重的物体比轻的物体下落的快。的物体比轻的物体下落的快。由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合由于他在学术界的崇高地位，且该结论
2、符合生活经验，这种论断流传了近生活经验，这种论断流传了近20002000年。年。亚里士多德：亚里士多德：那么，真的是重的物体下落的快吗？那么，真的是重的物体下落的快吗？哲学家、科学家和教育家哲学家、科学家和教育家实验验证实验验证1、粉笔和纸片2、纸片和纸团粉笔比纸片下落的快 重的下落快 纸团比纸片下落得快 重量相同下落快慢不同 钱毛管演示钱毛管演示 自由落体运动演示实验自由落体运动演示实验演示实验 实验现象实验现象1 1、充满空气时，金属片比羽毛下落快很多、充满空气时，金属片比羽毛下落快很多2 2、在几乎真空中金属片和羽毛同时落地、在几乎真空中金属片和羽毛同时落地 我们把我们把只在重力作用下只
3、在重力作用下，物体由，物体由静止静止开始下落的运动叫开始下落的运动叫做做自由落体运动自由落体运动(free fall).(free fall).如果物体下落时所受空气阻力与如果物体下落时所受空气阻力与重力相比，可以忽略不计，那么也可看成是做自由落体运动。重力相比，可以忽略不计，那么也可看成是做自由落体运动。结论：结论：在几乎没有空气的情况下，轻重不同的两个物体同时落地，说明在几乎没有空气的情况下，轻重不同的两个物体同时落地，说明影响物体下落快慢的原因就是影响物体下落快慢的原因就是空气阻力。空气阻力。举例哪些是自由落体运动？（注意：自由落体运动的条件）观察思考：判断下列物理过程是否为自由落体运动
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v128v1=8v2=44v128发现问题发现问题物理学家、天文学家、哲学物理学家、天文学家、哲学家，近代实验科学的先驱者家，近代实验科学的先驱者提出假设提出假设即：测瞬时速度即：测瞬时速度v与时间与时间t成正比成正比 则：测下落的高度与时间则：测下落的高度与时间t2成正比成正比 困难：落体运动时间太短，无法准确测量困难：落体运动时间太短，无法准确测量 “冲淡冲淡”重力，使其加速度减小重力，使其加速度减小.突破：突破：伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的值只是这个
5、常数的值随着随着的增大而增大。的增大而增大。时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，用铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略记录的一组实验数据如下：伽利略记录的一组实验数据如下：结果表示为：结果表示为：实验验证：实验验证：合理外推：合理外推：随着倾角的增大随着倾角的增大，的数值在增大。当的数值在增大。当=900时，即物体竖时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。伽利略终于伽利略终于成功地验证了原先的猜想成功地验证了原先的猜想，不但，不但否定了否定了亚里士
6、多德的错误论断亚里士多德的错误论断，而且，而且得到了物体下落的规律得到了物体下落的规律。得出规律：自由落体运动是得出规律：自由落体运动是初速度为零初速度为零的的匀加速直线运动匀加速直线运动。频闪摄影研究自由落体运动频闪摄影研究自由落体运动00.83.27.112.519.628.3OABCDEF频闪时间间隔频闪时间间隔0.04s0.04sAB=OB-OA=3.2cm-0.8cm=0.024mBC=OC-OB=7.1cm-3.2cm=0.039mCD=OD-OC=12.5cm-7.1cm=0.054mDE=OE-OD=19.6cm-12.5cm=0.071mEF=OF-OE=28.3cm-19.
7、6cm=0.087mBC-AB=3.9cm-2.4cm=0.015mAB-OA=2.4cm-0.8cm=0.016mCD-BC=5.4cm-3.9cm=0.015mDE-CD=7.1cm-5.4cm=0.017mEF-DE=8.7cm-7.1cm=0.016m实验数据分析：实验数据分析：图中的数据表示的是各点到图中的数据表示的是各点到O O点的距离：点的距离：实验表明：自由落体运动是实验表明：自由落体运动是初速度为零初速度为零的的匀加速直线运动匀加速直线运动。x=aT2计算测得：计算测得：a98ms2通过实验及数据处理测得：通过实验及数据处理测得：一切物体的自由落体的加速度都相同，这个一切物体
8、的自由落体的加速度都相同，这个加速度叫加速度叫自由落体加速度自由落体加速度，也叫做，也叫做重力加速度重力加速度，符号：符号：g g方向：竖直向下方向：竖直向下(与重力方向一致与重力方向一致)；大小：与地点有关大小：与地点有关一般计算中一般计算中g g9.8m9.8ms s2 2，粗略计算中可以取，粗略计算中可以取g g10m10ms s2 2请摘抄笔记！赤道：赤道：g=9.780m/s2北京：北京：g=9.801m/s2北极：北极：g=9.832m/s2莫斯科：莫斯科：g=9.816m/s2纬纬度度越越高高，重重力力加加速速度度越越大大拓展：拓展：海拔越高，重力加速度越小海拔越高，重力加速度越
9、小请摘抄笔记！总结规律总结规律a=gv0=0知识迁移知识迁移知识迁移知识迁移实验表明：实验表明：自由落体运动是自由落体运动是初速度为零初速度为零的的匀加速直线运动匀加速直线运动。实验及数据处理测得：实验及数据处理测得：自由落体加速度自由落体加速度g98ms2。请摘抄自由落体运动计算公式！例例1、关于自由落体运动，下列说法正确的是、关于自由落体运动，下列说法正确的是()A物体从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动B如果空气阻力比重力小很多，空气阻力可以忽略 不计，这时由静止开始的运动称为自由落体运动C跳伞运动员从飞机中由静止开始下落，打开伞以 前的运动可视为自由落体运动，打开伞以后的运 动，不是
10、自由落体运动D一雨滴从屋顶落下，途中经过一窗子时，经过窗 子的这一段运动为自由落体运动C例例2：从离地：从离地500m的空中自由落下一个小球，取的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求：，求：（1）经过多少时间落到地面；）经过多少时间落到地面；（2）从开始落下的时刻起，在第）从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、最后内的位移、最后1s内的位移；内的位移；因为从开始运动起前9s内的位移为：所以最后1s内的位移为：h10=h-h9代入数据计算得：t代入数据计算得：h1代入数据计算得：h9h10=500m-405m=95m代入数据计算得：（2）第1s内的位移：(1)(1)在本节课中，我学到了什么知识在本节课中，我学到了什么知识?(2)(2)在本节课中，我学到了什么科学在本节课中，我学到了什么科学研究方法？研究方法？(3)(3)在本节课中，我有什么体会？还在本节课中，我有什么体会？还存在什么疑问？存在什么疑问？课堂小结课堂小结