2024_2025学年高中物理第二章匀变速直线运动的研究5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究学案新人教版必修1.docVIP

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自由落体运动伽利略对自由落体运动的探讨

一、自由落体运动

让质量相同的纸片和纸团同时从同一高度下落，谁先落地？为什么？

提示：纸团先落地，纸片受到空气阻力影响大。

1．自由落体运动的条件：

(1)运动：从静止起先运动。

(2)受力：物体只受重力。

2．自由落体运动的特点：初速度为零的匀加速直线运动。

二、自由落体运动的加速度

1．方向：竖直向下。(选填“竖直”或“垂直”)

2．大小：

关于重力加速度的大小，下列说法正确的是④⑤⑥。

①地球上任一点的重力加速度都相同。

②不同的物体重力加速度都相同。

③加速度为g的运动就是自由落体运动。

④在地球上的不同地点，g的大小一般不相等。

⑤一般g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。

⑥g随纬度的增大而渐渐增大。

三、伽利略对自由落体运动的探讨

1．亚里士多德的观点：物体下落的快慢是由它们的重量确定的。

2．伽利略的探讨：

(1)归谬：伽利略从亚里士多德的论断动身，通过逻辑推理，否定了亚里士多德的论断。

(2)猜想：伽利略猜想自由落体运动是一种最简洁的变速运动，它的速度应当是匀称改变的。

(3)数学推理：伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应有x∝t2。

(4)试验结果。

①小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动。

②只要斜面的倾角肯定，小球的加速度都是相同的。

③增大斜面的倾角，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，仍会做匀变速直线运动。

(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动。(×)

(2)物体在真空中肯定做自由落体运动。(×)

(3)自由释放的物体只在重力作用下运动肯定做自由落体运动。(√)

(4)同一地点，轻重不同的物体自由落体加速度一样大。(√)

学问点一自由落体运动的条件及模型

1．自由落体运动的条件：

(1)运动条件：初速度为零。

(2)受力条件：除重力外，不受其他力的作用。

2．自由落体运动是一种志向化模型：

(1)这种模型忽视了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。

(2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止起先的下落可看作自由落体运动。

羽毛和硬币在空气中同时由静止下落，分析哪个是自由落体运动？

提示：羽毛受到的重力略微大于空气阻力，即空气阻力不行忽视，不能看成自由落体运动。硬币受到的重力远大于空气阻力，即空气阻力相对于重力可忽视不计，可近似看作是自由落体运动。

【典例】关于自由落体运动，以下说法正确的是()

A．质量大的物体自由落体时落地速度大

B．雨滴下落的过程是自由落体运动

C．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动

D．从水龙头上滴落的水滴，在下落过程中，可近似看作自由落体运动

【解析】选D。自由落体运动的落地速度与物体的质量无关，故A错误；雨滴下落过程中，空气阻力不行忽视，故不是自由落体运动，故B错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体初速度不为0，故C错误；从水龙头上滴下的水滴下落时，水滴受到的空气阻力可以忽视，可以看成自由落体运动，故D正确。

1.踢毽子是我国民间的一项体育嬉戏，被人们称为“生命的蝴蝶”。毽子由羽毛和胶垫组成。在下落时总是胶垫在下羽毛在上，如图所示，毽子在下落时，下列说法正确的是()

A．毽子在下落过程中做自由落体运动

B．因为重的物体总是比轻的物体下落得快，所以胶垫总在下

C．假如没有空气阻力，也总是出现胶垫在下羽毛在上的现象

D．因为空气阻力存在，所以总是出现胶垫在下羽毛在上的现象

【解析】选D。毽子在自由下落过程中，羽毛受到了较大的阻力，故不能看作自由落体运动，故A错误；胶垫在下、羽毛在上的缘由是胶垫单独下落时加速度大，而不是胶垫重，故B错误；假如没有空气阻力，胶垫和羽毛单独下落的加速度相同，故一起下落时不存在胶垫在下羽毛在上的状况，故C错误，D正确。

2．下列关于自由落体运动的说法正确的是()

A．若两物体从同一高度释放，重的先落地，轻的后落地

B．自由落体运动是匀变速直线运动

C．做自由落体运动的物体除了受重力外还可以受到其他的力

D．物体在真空中的运动都叫作自由落体运动

【解析】选B。物体只在重力作用下从静止起先下落的运动，叫作自由落体运动，并且其性质是匀变速直线运动，因此无论物体轻重，当没有空气阻力时物体将同时落地，故A、C错误，B正确；物体在真空中运动的初速度不肯定为零，故D错误。

3．(多选)对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶，下列说法正确的是()

A．苹果和树叶的运动都可以看成做自由落体运动

B．苹果可以近似地看成做自由落体运动，树叶不能看成做自由落体运动

C．假如地球上没有空气，则苹果和树叶将同时落地

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