2.5 自由落体运动 2.6 伽利略对自由落体运动的研究（课件+word）-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（人教版必修1）新课标

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，这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，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”)； (2)一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2. 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成正比，即x∝t2. (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.(×) 2.一物体从塔顶做自由落体运动，经过3 s落地，取g＝10 m/s2，则物体落地时的速度v＝ m/s，方向 ；塔高H＝ m. 答案　30　竖直向下　45 【考点】自由落体运动规律的应用 【题点】自由落体运动公式的应用 一、自由落体运动 1.自由落体运动 (1)自由落体运动实质上是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例. (2)自由落体运动是一种理想化的运动模型.只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可以当做自由落体运动来处理. (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9.8 m/s2，因此一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2. 例1　关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A.质量大的物体自由下落时的加速度大 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.从二楼阳台由静止释放的石块，可近似看做自由落体运动 答案　D 解析　自由下落的物体的加速度相同，都是重力加速度g，A错误；雨滴下落过程中的空气阻力不能忽略，B错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体不是从静止开始下落即初速度不为零，C错误；从二楼阳台由静止释放的石块，重力远大于阻力，可近似看做自由落体运动，D正确. 【考点】自由落体运动 【题点】自由落体运动的理解 二、自由落体运动的规律 1.自由落体运动的基本公式 匀变速直线运动规律自由落体运动规律 2.匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动. 例2　一物体做自由落体运动，落地时速度是30 m/s(g取10 m/s2).问： (1)它下落到地面所需时间？ (2)它开始下落时的高度？ (3)它在最后1 s内下落的高度？ 答案　(1)3 s　(2)45 m　(3)25 m 解析　(1)由v＝gt得：t＝＝ s＝3 s (2)方法一　根据v2＝2gh，则下落的高度为：h＝＝ m＝45 m. 方法二　h＝·t＝×3 m＝45 m. 方法三　h＝gt2＝×10×32 m＝45 m. 方法四　v－t图象. h＝×3×30 m＝45 m. (3)物体在前2 s内的位移为：x＝gt22＝×10×4 m＝20 m， 所以最后1 s内的位移：x′＝h－x＝45 m－20 m＝25 m.