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5自由落体运动
6伽利略对自由落体运动的研究
[学习目标]
1.知道物体做自由落体运动的条件,知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.2.会
通过实验探究自由落体运动的规律,掌握自由落体加速度.3.能够运用自由落体运动的规律和
特点解决有关问题.
一、自由落体运动
1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.
2.运动性质:初速度为0的匀加速直线运动.
3.物体的下落可看做自由落体运动的条件:空气阻力的作用比较小,可以忽略.
二、自由落体加速度
1.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,
也叫做重力加速度,通常用g表示.
2.方向:竖直向下.
3.大小
(1)在地球上不同的地方,g的大小一般是不同的(填“不同”或“相同”),g值随纬度的增大
而逐渐增大.
22
(2)一般取值:g=9.8m/s或g=10m/s.
三、伽利略对自由落体运动的研究
1.亚里士多德的观点:物体下落的快慢是由它们的重量决定的.
2.伽利略的研究:
(1)逻辑归谬:伽利略从亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,否定了“重物比轻物落得快”
的论断.
(2)猜想与假说:伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动,它的速度应该是均匀变
化的.
(3)数学推理:伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与所用时间的二次方
2
成正比,即x∝t.
(4)间接验证:让小球从斜面上的不同位置滚下,测出小球滚下的位移x和所用时间t.实验表明:
小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动;斜面倾角一定时,小球的加速度相同;小球的加
速度随斜面倾角的增大而增大.
(5)合理外推:伽利略认为当斜面倾角为90°时,小球将自由下落,仍会做匀加速直线运动.
1.判断下列说法的正误.
(1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.(×)
(2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.(×)
(3)自由落体加速度的方向垂直地面向下.(×)
(4)伽利略通过实验的观察与计算,直接得到自由落体运动的规律.(×)
2.质量为2m的物体A从高h处由静止下落,质量为m的物体B从高h处由静止下落,不
计空气阻力,则A、B两物体下落的加速度之比为;下落时间之比为tA∶tB
=;落地前瞬间的速度之比vA∶vB=.
答案1∶12∶12∶1
一、自由落体运动与自由落体加速度
1.自由落体运动
(1)自由落体运动实质上是初速度v=0、加速度a=g的匀加速直线运动,是匀变速直线运动
0
的一个特例.
(2)自由落体是一种理想化模型,这种模型忽略了次要因素——空气阻力,突出了主要因素—
—重力.实际上,物体下落时由于受空气阻力的作用,并不做自由落体运动.
(3)运动图象:自由落体运动的v-t图象(如图1)是一条过原点的倾斜直线,斜率k=g.
图1
2.自由落体加速度(重力加速度)
(1)方向:总是竖直向下,但不一定垂直地面;
(2)大小:①在同一地点,重力加速度都相同.②地球上纬度不同的地点重力加速度不同,其
2
大小随纬度的增加而增大,赤道上最小,两极处最大,但各处的重力加速度都接近于9.8m/s,
22
因此一般计算中g取9.8m/s或10m/s.
例1(多选)下列说法正确的是()
A.初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动
B.仅在重力作用下的运动叫做自由落体运动
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
D.当空气阻力可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动
答案CD
解析自由落体运动是物体只在重力作用下由静止
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