2015年秋高中物理2.5-2.6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究课件新人教版必修1解读.ppt

第5节　自由落体运动 第6节　伽利略对自由落体运动的研究 2．自由落体运动的实验探究 (1)实验器材 如图所示，铁架台、打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物、交流电源、毫米刻度尺． (2)探究方案 打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，通过纸带上的点来研究物体的运动特点．操作过程如下： ①打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源． ②把纸带穿过两个限位孔，下端用铁夹夹到重物上，让重物靠近打点计时器． ③用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，接通电源，松开纸带让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点． ④重复几次，选取一条点迹清晰的纸带分析． (3)注意事项 ①为尽量减少空气阻力的影响，重物应选密度大的物体，如铁锤等． ②打点计时器应竖直固定好． ③重物应靠近打点计时器释放，且要先开打点计时器电源，再放手让重物运动． ④改变重物质量，重复打出几条纸带． 有的同学误认为物体从高空自由下落的运动一定是自由落体运动． 辨析：物体做自由落体运动的条件：一是物体只受重力，二是初速度为零．当物体所受空气阻力不能忽略时，物体所做的运动就不是自由落体运动． 要点二　自由落体加速度 1．定义：实验表明，不同重量的物体自由下落时加速度相同，这一加速度称为自由落体加速度，因为是仅在重力作用下产生的加速度，所以又叫重力加速度． 2．重力加速度的特点 (1)方向：重力加速度是一个矢量，其方向竖直向下． (2)大小：重力加速度的大小随纬度和高度的变化而变化，在赤道最小，两极最大，随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减小．在地面附近一般计算中取g＝9.8 m/s2. 有的同学误认为自由落体加速度与物体重力有关，重力越大，自由落体加速度越大． 辨析：自由落体运动的加速度与地理位置有关，与物体的质量、体积及运动状态无关，这一点要特别注意． 要点三　自由落体运动的规律 1．基本规律 2.推论 3.关于自由落体运动的几个比例关系式 (1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，…，第n s末速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n. (2)前1 s内，前2 s内，前3 s内，…，前n s内的位移之比为h1∶h2∶h3∶…∶hn＝1∶4∶9∶…∶n2. 自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动，故一切匀变速运动的规律、推论对于自由落体运动都是适用的，但加速度为重力加速度g. 要点四　伽利略对自由落体运动的研究 1．对自由落体运动的两种观点 (1)亚里士多德的错误观点：物体下落的快慢是由它们的重量来决定的． (2)伽利略的观点：(归谬法)重物与轻物应该下落得一样快． 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 【分析】　自由落体运动不仅只受重力，还必须满足v0＝0的条件． 【解析】　物体向下的运动可以加速、减速，也可以是匀速，所以选项A错；自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始的运动，故选项C对；它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，故选项B对；如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动，选项D正确． 【答案】　BCD 【方法总结】 充分理解自由落体运动的定义、特征和性质，重力加速度的特点，排除日常生活经验的干扰，紧紧抓住概念的本质，是解决这一类问题的关键． 自由落体运动是(　　) A．物体不受任何作用力的“自由”状态下的运动 B．物体在真空中的运动 C．加速度为g的竖直下落运动 D．初速度为零，加速度为g的竖直下落运动 解析：自由落体运动是在重力的作用下，并非不受力，A项错误；物体在真空中也可能做曲线运动，B项错误；根据自由落体运动的定义，可理解C项错误，D项正确． 答案：D 从离地面500 m的空中由静止开始自由落下一个小球，g取10 m/s2，求： (1)小球经过多长时间落到地面； (2)小球最后1 s内的位移； (3)小球下落一半时间的位移． 【分析】　 【答案】　(1)10 s　(2)95 m　(3)125 m 【方法总结】 解答自由落体运动问题的方法： (1)确定研究对象，选定研究过程，明确物体做自由落体运动． (2)将v0＝0、a＝g代入到匀变速直线运动的基本公式及推论中，得到对应于自由落体运动的相关形式． (3)取竖直向下为正方向，把各已知量代入所选的方程中求解． 　一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1 s内的位移大小是x，则它在第3 s内的位移大小是(　　)