第7節(jié)-對自由落體運(yùn)動的研究

第一章運(yùn)動的描述第7節(jié)對自由落體運(yùn)動的研究制作：葉建軍yejianjun1@163.com【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道自由落體運(yùn)動的規(guī)律2.明確重力加速度的意義3.能解決自由落體運(yùn)動的實(shí)際問題1.勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律：2.當(dāng)初速度為零時：速度規(guī)律位移規(guī)律【知識回顧】3.對于勻變速直線運(yùn)動，如果將時間等份成周期為T的間隔，如圖所示，那么相鄰兩個時間間隔內(nèi)位移之差用Δx表示則有：我們把它稱為勻變速運(yùn)動的判別式?！居^察思考】1.亞里士多德通過對物體自由下落的觀察，提出了“重的物體比輕的物體下落的快”，即“重快輕慢”的觀點(diǎn).你對他的觀點(diǎn)產(chǎn)生過懷疑嗎？2.活動:比較橡皮和紙片誰先落地；再把紙對折撕成等質(zhì)量的兩半，把其中一個揉成團(tuán)再完成實(shí)驗(yàn)，你觀察到什么現(xiàn)象呢？如果兩個都揉成團(tuán)呢？空氣阻力的影響.思考：造成“重快輕慢”的原因可能是什么呢？1.實(shí)驗(yàn):(1)錢毛管實(shí)驗(yàn)【自由落體運(yùn)動】我們把下，的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。(2)真空實(shí)驗(yàn)室中拍攝的頻閃照片(3)宇航員在月球上的落體實(shí)驗(yàn)思考：物體在運(yùn)動的過程中受力情況如何呢？

物體是被如何釋放的呢？物體只受重力作用由靜止開始下落發(fā)現(xiàn)問題伽利略以“重物比輕物落得快”為前提，通過邏輯推理，得出了互相矛盾的結(jié)論．若以“輕物比重物落得快”為前提，你能否推斷出互相矛盾的結(jié)論？請?jiān)囃浦举だ詫β潴w運(yùn)動規(guī)律的探究】提出假說從“自然界總是習(xí)慣于運(yùn)用最簡單和最容易的手段”的信念出發(fā)，提出自由落體的速度與時間成正比的猜想，即，并進(jìn)而推導(dǎo)出下落距離與時間的關(guān)系為

.間接驗(yàn)證1．遇到的困難：由于伽利略無法直接測定瞬時速度，所以不能由實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證速度是否隨時間均勻變化．

2.巧妙設(shè)計(jì)了斜槽實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)出運(yùn)動距離與時間的平方成正比,也就間接證明了落體速度與時間成正比.記?。撼跛俣葹榱愕膭蜃兯僦本€運(yùn)動的特征：

(1)在第一個ts內(nèi)、第二個ts內(nèi)、第三個ts內(nèi)……的位移關(guān)系：（xⅠ∶xⅡ∶xⅢ：…＝1∶3∶5：…）

(2)在相等的時間間隔ts內(nèi)，ts內(nèi)、2ts內(nèi)、3ts內(nèi)……的位移關(guān)系：（x1∶x2∶x3：…=1∶4∶9：…

）(請注意:這里的加速度叫什么?)合理外推將斜槽實(shí)驗(yàn)的結(jié)論外推到傾角為900的情況,證明了自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動【伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究】1.進(jìn)行科學(xué)探究的一般步驟：發(fā)現(xiàn)問題提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論使用歸謬法說明亞里斯多德的觀點(diǎn)是錯誤的。提出猜想與假設(shè)條件的限制，只能間接驗(yàn)證將間接驗(yàn)證的結(jié)論合理外推，然后總結(jié)得出結(jié)論2.對此伽利略得出：

自由落體運(yùn)動是初速度為零、加速度恒定的勻加速直線運(yùn)動。加速度是多大呢？此加速度稱之為自由落體加速度或重力加速度，用g表示。【自由落體加速度】根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請同學(xué)們利用△x=aT2，計(jì)算出自由落體加速度的大小。cm0123456789101112131415161718192019.602.180.544.908.7113.61OABCDEF第一段時間間隔內(nèi)的位移為:x1=0.54㎝第二段時間間隔內(nèi)的位移為:x2=2.18㎝-0.54㎝=1.64㎝第三段時間間隔內(nèi)的位移為:x3=4.90㎝-2.18㎝=2.72㎝第四段時間間隔內(nèi)的位移為:x4=8.71㎝-4.90㎝=3.81㎝第五段時間間隔內(nèi)的位移為:x5=13.61㎝-8.71㎝=4.90㎝第六段時間間隔內(nèi)的位移為:x6=19.60㎝-13.61㎝=5.99㎝相鄰兩段的位移差分別為

=1.64㎝-0.54㎝=1.10㎝

=2.72㎝-1.64㎝=1.08㎝=3.81㎝-2.72㎝=1.09㎝

=4.90㎝-3.81㎝=1.09㎝

=5.99㎝-4.90㎝=1.09㎝由得重力加速度大小討論：實(shí)驗(yàn)會有誤差嗎？誤差的來源可能有哪些？一是實(shí)驗(yàn)誤差，如空氣阻力的影響等；二是計(jì)算誤差，為了減小這種誤差，可用圖象法計(jì)算加速度.研究表明：重力加速度的方向是豎直向下的，其大小為9.8m/s2。在同一地點(diǎn)，一切物體的重力加速度都相同,地球上緯度和海拔不同的區(qū)域，重力加速度的數(shù)值略有差別。g(m/s2)地點(diǎn)

北極

北京上海

廣州赤道緯度9.8329.8019.7949.7889.78039o56′90o31o12′23o06′0o(想一想,g值變化有什么規(guī)律嗎?)g

=9.8m/s2或g

=10m/s2課堂小結(jié)一、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動三、性質(zhì)：自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動四、加速度：大小:g（重力加速度）緯度越高

方向:

.豎直向下g值越大二、特點(diǎn)：只受重力V0=0五、速度和位移公式V=V0+atX=V0t+at221勻變速直線運(yùn)動自由落體運(yùn)動ggV=gth=gt221①求解時先畫好草圖②要有適當(dāng)?shù)奈淖终f明，③要注意書寫格式○○vtHH/2[典型例題]閱讀P31想一想:你還有其他方法求解嗎？課堂練習(xí)P32