自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究课件.ppt

5 5、、6 6 自由落体运动自由落体运动 伽利伽利略对自由落体运动的研究略对自由落体运动的研究1 1自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究1.1.认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动解自由落体运动是在理想条件下的运动 2.2.能用打点计时器得到相关的运动轨迹，并能自主分析纸能用打点计时器得到相关的运动轨迹，并能自主分析纸带上记录的位移与时间等运动信息带上记录的位移与时间等运动信息3.3.初步了解探索自然规律的科学方法，初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察、培养学生的观察、概括能力概括能力4.4.掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题律，并能够运用自由落体规律解决实际问题2 2自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究常常见见的的落落体体运运动动3 3自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究4 4自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究说一说：说一说：轻的物体与重的物体谁下落得快？轻的物体与重的物体谁下落得快？ 做一做：做一做： 1.1.粉笔和纸片的下落粉笔和纸片的下落2.2.纸片和纸团的下落纸片和纸团的下落结论：结论：在有空气的条件下，下落的快慢与空气阻力有在有空气的条件下，下落的快慢与空气阻力有关！关！ 1.1.是什么原因造成的呢？是什么原因造成的呢？2.2.如果没有空气阻力，物体只受重力，从静止开始下落如果没有空气阻力，物体只受重力，从静止开始下落的情况是什么样子呢？的情况是什么样子呢？5 5自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究一一、、什么是自由落体运动？什么是自由落体运动？1.1.自由落体运动的定义：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物体只在重力作用下从静止开始下落的运动2.2.做自由落体运动的条件做自由落体运动的条件: :（（1 1）只受重力）只受重力 （（2 2）初速度为零）初速度为零两条件缺一两条件缺一不可不可6 6自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究比比萨萨斜斜塔塔不同物体在同一地点，同一高度，同时自由下落，则同不同物体在同一地点，同一高度，同时自由下落，则同时落地。

时落地3.3.自由落体运动的特点：自由落体运动的特点：7 7自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动4.4.自由落体运动的性质：自由落体运动的性质：做一做：做一做：由频闪照片判断小球下落的性质由频闪照片判断小球下落的性质8 8自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究例题例题1. 1. 如图所示，一个苹果和一片树叶同时从同一高度如图所示，一个苹果和一片树叶同时从同一高度下落，以下说法正确的是（下落，以下说法正确的是（ ））A A．树叶和苹果下落得一样快，因为二者都．树叶和苹果下落得一样快，因为二者都做自由落体运动做自由落体运动B B．树叶下落得慢，因为空气阻力对树叶．树叶下落得慢，因为空气阻力对树叶运动的影响比对苹果的影响大运动的影响比对苹果的影响大C C．苹果的运动可以近似地视为自由落体运动．苹果的运动可以近似地视为自由落体运动D D．假设地球上没有空气，则树叶和苹果会同时落地．假设地球上没有空气，则树叶和苹果会同时落地BCDBCD9 9自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究例题例题2.2.关于自由落体运动，下列说法正确的是（关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）） A A．自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动．自由落体运动是物体沿竖直方向下落的运动B 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．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运动C 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．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 D．在有空气阻力时，只要空气阻力不变，物体仍可做自由．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落体运动 BC BC1010自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究1.1.（（2012·2012·盐城高一检测）下列哪一个物体的运动可视为盐城高一检测）下列哪一个物体的运动可视为自由落体运动（自由落体运动（ ））A.A.从光滑斜面自由下落钢球的运动从光滑斜面自由下落钢球的运动B.B.被运动员推出去的铅球的运动被运动员推出去的铅球的运动C.C.从桌边自由滑落的钢笔的运动从桌边自由滑落的钢笔的运动D.D.从水面自由落到水底的石子的运动从水面自由落到水底的石子的运动 C C1111自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究2.2.甲、乙两个金属球，甲的重量是乙的甲、乙两个金属球，甲的重量是乙的2 2倍，从同一高度同倍，从同一高度同时自由下落，如果忽略空气阻力，下列哪种说法是正确的时自由下落，如果忽略空气阻力，下列哪种说法是正确的（（ ））A.A.两球同时落地两球同时落地B.B.甲球先落地甲球先落地C.C.甲球落地时的速度较大甲球落地时的速度较大D.D.同一时刻在空中的速度相同同一时刻在空中的速度相同 AD AD1212自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究结论：结论：不同物体下落的不同物体下落的x x和和t t都相同，都相同，则它们在这一地点的加速度都相同。

则它们在这一地点的加速度都相同这个加速度是做自由落体的加速度，这个加速度是做自由落体的加速度，叫重力加速度用叫重力加速度用g g来表示来表示问题思考：不同物体下落的加速度一样吗问题思考：不同物体下落的加速度一样吗? ?二、自由落体加速度二、自由落体加速度a ab bx xt t1313自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究1.1.同一地点，任何物体的自由落体加速度都相同，跟物同一地点，任何物体的自由落体加速度都相同，跟物体的轻重无关体的轻重无关2.2.重力加速度的方向始终竖直向下，大小跟高度和纬度重力加速度的方向始终竖直向下，大小跟高度和纬度有关3.3.地面附近通常取地面附近通常取g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，粗略计算时，可取，粗略计算时，可取g=g=10m/s10m/s2 24.4.在不同位置的重力加速度不同在不同位置的重力加速度不同1414自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究北京：北京：g=9.801m/sg=9.801m/s2 2在地球上不同地点，在地球上不同地点，g g的的值略有不同值略有不同。

g g随着纬度随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而增加，随着高度的增加而减小．的增加而减小．不同位置的重力加速度：不同位置的重力加速度：g(m/sg(m/s2 2 ) )地地 点点 北北 极极 北北 京京上上 海海 广广 州州赤赤 道道纬纬 度度9.8329.832 9.801 9.801 9.794 9.794 9.788 9.788 9.780 9.7803939º º 5656´ ´9090º º3131º º 1212´ ´2323º º 0606´ ´ 0 0º º 1515自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究B B例题例题3.3.关于自由落体运动的加速度关于自由落体运动的加速度g g，下列说法正确的是，下列说法正确的是（（ ））A.A.重的物体重的物体g g值大值大B.B.同一地点，轻、重物体的同一地点，轻、重物体的g g值一样大值一样大C.gC.g值在地球上任何地方都一样大值在地球上任何地方都一样大D.gD.g值在赤道处大于北极处值在赤道处大于北极处1616自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究BDBD1.1.以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是以下对物体做自由落体运动的说法中正确的是( )( )A.A.物体开始下落时，速度为零，加速度也为零物体开始下落时，速度为零，加速度也为零B.B.物体下落过程中速度增加，加速度保持不变物体下落过程中速度增加，加速度保持不变C.C.物体下落过程中，速度和加速度同时增大物体下落过程中，速度和加速度同时增大D.D.物体下落过程中，速度的变化率是个恒量物体下落过程中，速度的变化率是个恒量1717自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究2.2.（（2012·2012·潍坊高一检测）潍坊高一检测） 如图所示为频闪照相法探如图所示为频闪照相法探究自由落体运动得到的小球照片，已知频闪照究自由落体运动得到的小球照片，已知频闪照相的频率是相的频率是3030赫兹，以下说法正确的是（赫兹，以下说法正确的是（ ））A A．小球在下端时的速度大于在上端时的速度．小球在下端时的速度大于在上端时的速度B B．无法判断小球在下端时的速度与在上端时．无法判断小球在下端时的速度与在上端时的速度的大小的速度的大小C C．可以由照片求出小球在两次闪光间的平均速度．可以由照片求出小球在两次闪光间的平均速度D D．不可以由照片求出小球在两次闪光间的平均．不可以由照片求出小球在两次闪光间的平均速度速度 AC AC1818自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究匀变速直线运动规律匀变速直线运动规律 自由落体运动规律自由落体运动规律v=gtv=gtv= vv= v0 0+at +at v v2 2=2gh=2ghv v2 2 - v- v0 02 2 =2ax =2axx=vx=v0 0t+ att+ at2 2三、自由落体运动的规律及应用三、自由落体运动的规律及应用. .2 2, ,2 21 1, ,2 22 2ghghv vgtgth hgtgtv v= == == =h= gth= gt2 21919自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究做一做：做一做：测反应时间测反应时间自由落体运动规律应用自由落体运动规律应用一个人从发现某个现象到针对该现一个人从发现某个现象到针对该现象采取正确措施的时间称为反应时象采取正确措施的时间称为反应时间，知道一个人的反应时间在现实间，知道一个人的反应时间在现实生活中具有重大的意义．测定一个生活中具有重大的意义．测定一个人的反应时间可用落体法．人的反应时间可用落体法．2020自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究例例题题4.4.在在汶汶川川大大地地震震中中，，一一架架直直升升飞飞机机在在灾灾区区某某地地上上空空做做定定点点空空投投救救灾灾物物资资，，已已知知每每隔隔1 1秒秒释释放放一一包包物物资资, ,当当第第1 1包包物物资资刚刚着着地地时时, ,第第五五包包刚刚好好离离开开机机舱开始下落。

舱开始下落g=10m/sg=10m/s2 2) )求求: :（（1 1））直直升升飞飞机机距距离离地地面面的的高高度度. .（（2 2））第第一一包包与与第第二二包包之之间的距离间的距离. .2121自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究解解: :(1)(1)(2)(2)第一包下落的高度：第一包下落的高度：第二包下落的高度：第二包下落的高度：第一、二包之间的距离：第一、二包之间的距离：2222自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究1.1.估算从三楼晾台上下落的花盆，经多长时间到达地估算从三楼晾台上下落的花盆，经多长时间到达地面？到达地面的速度有多大？（提示：每层楼高约面？到达地面的速度有多大？（提示：每层楼高约2.8m2.8m，晾台高约，晾台高约0.9m)0.9m)解析：解析：根据根据得得:t≈1.15s:t≈1.15s根据根据v=gtv=gt得得:v≈11.3m/s:v≈11.3m/s答案：答案：1.15s 11.3m/s1.15s 11.3m/s2323自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究2 2．从塔顶释放一个小球．从塔顶释放一个小球A,1sA,1s后从同一地点再释放一个后从同一地点再释放一个小球小球B B，设两球都做自由落体运动，则落地前，，设两球都做自由落体运动，则落地前，A A、、B B两两球之间的距离球之间的距离( (　　　　) )A A．保持不变．保持不变 B B．不断增大．不断增大C C．不断减小．不断减小 D D．有时增大，有时减小．有时增大，有时减小解析：解析：选选B B。

设设B B球运动了时间球运动了时间t t，则，则h hB B＝＝gtgt2 2 /2/2，，h hA A ＝＝g g(t(t＋＋1)1)2 2/2.A/2.A、、B B两球间的距离两球间的距离h h＝＝h hA A－－h hB B＝＝g(2tg(2t＋＋1) 1) /2/2 ，可见，可见A A、、B B两球间距离两球间距离h h随时间的延长而逐渐增大，故随时间的延长而逐渐增大，故B B项正确．项正确．2424自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究15901590年，伽利略在比年，伽利略在比萨斜塔上做斜塔上做了了““两个两个铁球同球同时落地落地””的著名的著名实验，从此推翻了，从此推翻了亚里士多德里士多德““物体物体下落速度和重量成比例下落速度和重量成比例””的学的学说，，纠正了正了这个持个持续了了19001900年之久的年之久的错误结论伽利略对自由落体运动的研究伽利略对自由落体运动的研究2525自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究物体越物体越重重下落越下落越快快研究方法：观察研究方法：观察————思考思考（直觉）（直觉）研究方法：观察研究方法：观察——实验实验（对比实验）（对比实验）——理性思维。

理性思维 亚亚里里士士多多德德伽伽利利略略2626自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究生活现象：生活现象：2727自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究伽利略伽利略假设：重的物体下落得假设：重的物体下落得快快结论：结论：重物与轻物应该下落得同样快重物与轻物应该下落得同样快? ?v vv vv v2828自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究若若v v0 0＝＝0,0,且且必有必有t1x1t1x2t1x33x3x1 15x5x1 1困难二：落体运动太快，无法准确测量时间困难二：落体运动太快，无法准确测量时间突破：突破：““冲淡冲淡””重力，使其加速度减小重力，使其加速度减小困难一：速度无法直接测量困难一：速度无法直接测量突破：突破：间接验证间接验证伽利略设计的伽利略设计的斜面斜面3030自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究实验器材实验器材. .过程过程实验结论：实验结论：①①__________________________________________②________________________________②________________________________小球做小球做匀加速匀加速运动运动同斜面，同斜面，不同小球不同小球，加速度相同，加速度相同3131自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究质量不同质量不同的小球从同一斜面下落，加速度相同；增大斜面的小球从同一斜面下落，加速度相同；增大斜面倾角，加速度变大；倾角很大，接近落体运动倾角，加速度变大；倾角很大，接近落体运动→→倾角倾角90°,90°,就是自由落体运动！就是自由落体运动！3232自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究对对现现象象的的一一般般观观察察提提出出假假设设运运用用逻逻辑辑得得出出结结论论实实验验验验证证修修正正推推广广伽利略的研究之路伽利略的研究之路3333自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究超越伽利略超越伽利略现在我们不必用斜面来现在我们不必用斜面来““冲淡重力冲淡重力””，可以对落体运动，可以对落体运动精确地精确地““计时计时””、、““定位定位””，直接研究落体运动的性质。

直接研究落体运动的性质现代研究落体运动的方法：现代研究落体运动的方法：1.1.用用““自由落体频闪照片自由落体频闪照片””求加速度求加速度2.2.用打点计时器研究纸带求加速度用打点计时器研究纸带求加速度3.3.其他方法（测速器等）其他方法（测速器等）3434自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究一、自由落体运动一、自由落体运动 物体只在重力作用下由静止开始下落的运动物体只在重力作用下由静止开始下落的运动二、自由落体运动的规律二、自由落体运动的规律1.1.自由落体运动是自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动初速度为零的匀加速直线运动 2.2.自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度a=ga=g3.3.公式：公式：. .2 2, ,2 21 1, ,2 22 2ghghv vgtgth hgtgtv v= == == =3535自由落体运动伽利略对自由落体运动的自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究研究在学业的峰峦上，有汗水的溪流飞淌；在智慧的珍珠里，有勤奋的心血闪光。