2.4 自由落体运动(共19张PPT)

2.4自由落体运动 站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？ 在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？影响落体运动快慢的因素可能是空气阻力的作用。 亚里士多德亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。物体下落的运动是司空见惯的，但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的，大概要算古希腊学者亚里士多德了。树叶石头 一、自由落体运动伽利略例如，假定一块大石头的下落速度为8，一块小石头的下落速度为4，当把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而变慢，整个物体的下落速度应该小于8；伽利略认为，根据亚里士多德“重的物体下落得快”的论断，会推出相互矛盾的结论。v=8m/sv=4m/s4<v<8 这种相互矛盾的结论，说明亚里士多德“重的物体下落得快”的看法是错误的。但是，把两块石头捆在一起后，整个物体比大石头要重，因此整个物体下落的速度应该比8还要大。4<v<8比大石头更重v>8m/s 那么，轻重不同的物体下落的情况到底怎样？下面我们一起来做个比较精细的实验，仔细研究一下。 轻重不同的物体下落快慢的研究抽成真空甲，一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管)，其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通。把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况。乙，把玻璃管里的空气抽出去，再次观察物体下落的情况。有空气结论：轻的物体和重的物体下落得同样快。 在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同，是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力，所有物体下落的快慢都一样。 1、定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。2、特点：①从静止开始下落，即初速度v0为零。②只受重力。在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落可以近似看作自由落体运动。自由落体运动 由上面的实验我们可以看到，自由落体运动是加速运动。那么，它的加速度在下落过程中是否变化呢？如图，固定打点计时器，纸带一端系着重物，另一端穿过计时器。用手捏住纸带上端，启动打点计时器，松手后重物自由下落，计时器在纸带上留下一串小点。仿照前面对小车运动的研究，测量重物下落的加速度。改变重物的质量，重复上面的实验。研究自由落体运动的规律纸带夹子重物打点计时器 二、自由落体加速度对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。③方向：竖直向下。①定义：物体在自由落体运动中的加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度。②符号：通常用g表示。④大小：一般g=9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是作出猜想。①重力加速度随纬度的增加而增大。②地球是一个两极稍扁赤道略鼓的不规则球体，所以极地半径比赤道半径小。 用手机测自由落体加速度（阅读）用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察手机屏幕上加速度传感器的图像。 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。 科学漫步伽利略对自由落体运动的研究（阅读）伽利略的逻辑和实验自然使人钦佩，伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。这些方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法。 STSE从伽利略的一生看科学与社会（阅读）伽利略是伟大的物理学家和天文学家，意大利比萨大学和帕多瓦大学的教授，他融会贯通了当时的数学、物理学和天文学，在研究工作中开科学实验之先河，奠定了现代科学的基础。 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叫自由落体运动。2、特点：①从静止开始下落，即初速度v0为零。②只受重力。二、自由落体加速度①定义：物体在自由落体运动中的加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度。②符号：通常用g表示。③方向：竖直向下。④大小：一般g=9.8m/s2，粗略计算g=10m/s2。 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。