2.5伽利略对自由落体运动的研究（学案）

2.5伽利略对自由落体运动的研究（学案） 一、课前预习 1、竖直上抛运动的两种分析方法 对即分段法和整体法。 分段法： 竖直上抛的物体，在上升过程中，速度越来越小，加速度的方向跟速度的方向 相反，是竖直向下的；当速度减小到0的时候，物体上升到最大高度。然后物体从这个高度自 由下落，速度越来越大，加速度的方向跟速度的方向相同，也是竖直向下的。由于物体只受重 力作用，这两个过程的加速度都是重力加速度g。因此，在处理竖直上抛运动的问题时，可以 分两步进行计算：上升过程用初速度为0的匀变速直线运动公式来计算，下降过程用自由落体 运动公式来计算。 整体法： 由于上升过程和下降过程的加速度矢量是相同的，我们也可以把竖直上抛运动 看作是一个统一的匀变速直线运动，而上升运动和下降运动不过是这个统一的运动的两个过 程。这样，我们就可以用匀变速直线运动的公式或关系式来统一讨论竖直上抛运动。在讨论这 类问题中，我们习惯上总是取竖直向上的方向作为正方向，重力加速度g总是取绝对值。这样， 竖直上抛运动的公式或关系式通常就写做： 速度公式 ， 位移公式   ， 速度—位移关系式   ， 用平均速度求位移的公式 。 注意：上述公式中的t是从抛出时刻开始计时的，x是运动物体对抛出点的位移。 2、 竖直上抛运动的几个具体问题     （1）物体上升的时间 设物体经过时间t1上升到最高点，在这一时刻，物体是静止的，由此可得 所以物体上升的时间 。   （2）上升的最大高度 物体上升的最大高度，就是 时的高度。把这个式子代入位移公式就可以 得出物体上升的最大高度H: 上式也可以直接从速度—位移关系式得出。   （3）物体下落的时间 物体落回到初位置时位移为0，即x=0 。代入位移公式得 或 。 t=0表示物体运动开始时的时刻， 表示物体经过上升和下降过程后落回原地所 需的时间。如果物体下降过程的时间为t2，那么 ，所以 。 比较t1和t2可知t1= t2，，即物体上升到最