内容正文:
5、6 自由落体运动 伽利略对
自由落体运动的研究
常见的落体运动遵循什么运动规律呢?
测定反应时间的物理原理是什么?
1.知道自由落体运动的特点,掌握其运动规律,能利用规律解决实际问题。(重点、难点)
2.理解自由落体运动的加速度概念,知道其方向。
3.了解伽利略研究自由落体运动的过程,领悟理想化的思维方法和价值。
演示实验一:石头与纸片分别从同一高度由静止开始同时下落
实验现象:
探究一:什么是自由落体运动?
演示实验二:取两张相同纸,一张揉成一团,两者同时下落
演示实验三:取半张纸与一张纸,半张的揉成一团,两者同时下落
思考:1、是什么原因造成的呢?
2、如果没有空气阻力,又会是什么样子呢?
演示实验四: 牛顿管内物体的下落
实验结论:在没有空气阻力的情况下,轻重物体下落的一样快。
总结:
1.自由落体运动的定义:
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
2.做自由落体运动的条件:
(1)只受重力 (2)初速度为零
探究一:什么是自由落体运动?
两条件缺一不可
理想化模型
例1.关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动
B.自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
C.理想的自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生
D.在有空气阻力时,只要空气阻力不变,物体仍可做自由落体运动
BC
探究二:自由落体运动的性质
问题提出:
科学猜想:
方案设计:
信息采集:
分析论证:
小组交流:
实验结论:
自由落体运动是一种怎样的运动?
自由落体运动是匀速、匀变速还是变加速直线运动?
打点计时器
纸带
夹子
重物
信息采集:
分析论证:
小组交流:
实验结论:
探究二:自由落体运动的性质
实验结论:
自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线
运动
Δx=aT2
v-t图象法
x-t图象法
a=9.8m/s2
·
·
·
·
·
·
·
·
1
3
4
5
6
2
不同地点的自由落体加速度g的值:
通常的计算中一般都取g=9.8m/s2,在粗略的计算中还可以取g=10m/s2。
地点
纬度
重力加速度
赤道
0°
9.780
广州
23°06′
9.788
武汉
30°12′
9.794
上海
31°06′
9.794
东京
35°43′
9.798
北京
39°56′
9.801
纽约
40°40′
9.803
莫斯科
55°45′
9.816
北极
90°
9.832
随纬度升高,重力加速度增大
总结: 自由落体运动的性质:
对重力加速度g的理解:
1.同一地点,任何物体的自由落体加速度相同,跟物体的质量无关。
2.重力加速度的方向始终竖直向下,大小跟高度和纬度有关。
3.地面附近通常取g=9.8m/s2,计算时可取10m/s2。
0
g
探究二:自由落体运动的性质
例2.以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是
( )
A.物体开始下落时,速度为零,加速度也为零
B.物体下落过程中速度增加,加速度保持不变
C.物体下落过程中,速度和加速度同时增大
D.物体下落过程中,速度的变化率是个恒量
BD
练习.图1所示的各v-t图像能正确反映自由落体运
动过程的是 ( )
BD
a=g
v0=0
探究三:自由落体运动的规律及应用
1.规律:
测反应时间
人从发现情况到做出反应所需
的时间叫反应时间
2.应用
例4.在汶川大地震中,一架直升飞机在灾区某地上空做定点空投救灾物资,已知每隔1秒释放一包物资,当第1包物资刚着地时,第五包刚好离开机舱开始下落。(g=10m/s2)
求:
(1)直升飞机距离地面的高度。
(2)第一包与第二包之间的距离。
解析:(1)
(2)第一包下落的高度:
第二包下落的高度:
第一、二包之间的距离:
1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
伽利略对自由落体运动的研究
物体越重下落越快
研究方法:观察——思考
(直觉)
研究方法:观察——实验
(对比实验)——理性思维。
亚里士多德
伽利略
生活现象:
5370.unknown
伽利略
假设:重的物体下落得快
结论:重物与轻物应该下落得同样快
?
【巧妙推理】
v
v
v
若v0=0,且
必有
3x1
5x1
困难二:落体运动太快,无法准确
测量时间
突破:“冲淡”重力,使其加
速度减小
困难一:速度无法直接测量
突破:间接验证
【实验验证】
t1 x1
t1 x2
t1 x3
伽利略设计的斜面
实验器材.过程
实验结论:
①_______________