第二章 匀变速直线运动的研究
5、6 自由落体运动
伽利略对自由落体运动的研究
高中物理·必修一·人教版 学以致用
目标定位
第5、6讲 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究
知道自由落体运动的条件、性质和特点.
了解伽利略研究自由落体运动的过程，领悟他的研究方法．
1
2
3
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
把握自由落体运动的规律，会通过实验测定自由落体运动的加速度，知道在地球上不同地方，重力加速度大小不同 .．
预习导学
一、自由落体运动
想一想：在空气中自由释放的物体一定做自由落体运动吗？
答案：在空气中自由下落的物体，只有当空气阻力作用比较小，可以忽略时，物体所做的运动才是自由落体运动．
二、自由落体加速度
1. 相同 自由落体加速度 9.8m/s2 10m/s2
2. 竖直向下
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
想一想：质量越大的物体自由落体加速度越大吗？
答案 不是，自由落体加速度又叫重力加速度，只与物体的位置有关，与物体的质量和运动状态无关 .
1. 重力 静止 2. 比较小 近似
预习导学
三、自由落体运动的规律
匀加速直线运动
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
想一想：匀变速直线运动的推论对于自由落体运动是否适用?
答案：自由落体运动就是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的实例，所以匀变速直线运动的所有推论公式都适用于自由落体运动．
预习导学
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
四、伽利略对自由落体运动的研究
1. 亚里士多德 2. 均匀变化 3. x∝t2
4.（1）匀加速（2）相同 （3）增大
5. 90°6.实验 逻辑推理
想一想：伽利略是通过实验验证了自由落体运动是匀加速直线运动吗？
答案 不是；伽利略是经过合理外推根据逻辑推理说明了自由落体运动是匀加速直线运动．
课堂讲义
一、对自由落体运动的理解
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
1．自由落体运动是一种理想模型．
当自由下落的物体所受的空气阻力远小于重力时，物体的运动才可以视为自由落体运动．
2．物体做自由落体运动的条件：
(1)初速度为零；(2)只受重力．
如空气中石块的下落可以看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动．
课堂讲义
一、对自由落体运动的理解
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
3．运动特点：初速度为零，加速度
为重力加速度g的匀加速直线运动
．是匀变速直线运动的特例．
运动图象：自由落体运动的v～t图象是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g.
★注意：物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但下落的加速度与在地球表面下落的加速度不同．
课堂讲义
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
例1 关于自由落体运动,下列说法中正确的是(　)
A．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B．物体做自由落体运动时不受任何外力作用
C．被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动
D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
⑴初速度为零
⑵仅受重力
初速度不为零
D
课堂讲义
二、自由落体加速度
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
1．对自由落体加速度的理解
(1)定义：重力加速度又叫自由落体加速度，通常用g来表示．
(2)重力加速度的方向总是竖直向下．
(3)在同一地点，一切物体的重力加速度都相同．
(4)在不同地理位置处的重力加速度一般不同，赤道上物体的重力加速度最小；南(北)极处重力加速度最大；物体所处地理位置的纬度越大，重力加速度越大．
(5)一般的计算中，可以取g＝9.8 m/s2，或g＝10 m/s2.
★注意：重力加速度的方向为竖直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂线来确定．
课堂讲义
二、自由落体加速度
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
2．测量重力加速度的方法
（1） 打点计时器法
①利用如图所示装置，让物体自由下落打出纸带．
课堂讲义
二、自由落体加速度
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
（2）频闪照相法
利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置，
课堂讲义
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
例2 关于重力加速度的说法中不正确的是(　　)
A．重力加速度g是标量，只
有大小没有方向，通常计
算中g取9.8 m/s2
B．在地面上不同的地方，g
的大小不同，但它们相差
不是很大
C．在地球上同一地点，一切
物体在自由落体运动中落
至同一高度时的加速度都
相同
D．在地球上同一地点，离地
面高度越大，重力加速度g
越小
矢量，方向竖直向下
由于地球形状和自转的原因，g略有不同
g相同，随离地高度逐渐减小；随纬度增大而减小
A
课堂讲义
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
例3 在研究物体仅在重力作用下运动的实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，每两个测量点之间有4个实际打出的点(未标出)，如图所示，图中所标数据是各测量点到O点的距离(单位：mm)，那么物体做______________运动，加速度为________．
T′＝0.02 s
△t＝0.1s
△h＝hAB－hOA＝hBC－hAB＝hCD－hBC ＝98 mm ，故为匀变速
匀变速直线
9.8m/s2
课堂讲义
三、自由落体运动的规律
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
1．自由落体运动的基本公式
匀变速直线运动规律
自由落体运动规律
这几个公式中共涉及四个物理量v、h、g、t，其中g为常数，每个公式中只有两个未知量，故只要知道v、h、t三个量中的任一个，用这几个公式就能求出另外的两个.
课堂讲义
三、自由落体运动的规律
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
2．匀变速直线运动的一切推论公式
课堂讲义
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
例4 离地500 m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：
(1)小球经过多长时间落到地面？
(2)落下一半位移的时间；
(3)小球落地前最后1 s内的位移．
解析 （1）
h＝500m
代入数据：t＝10 s
h’＝250m
(2)
代入数据：t’＝
(3)
h－h9
前9 s内的位移为
最后1 s内的位移
h10＝h－h9＝500m－405m＝95m
课堂讲义
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
例5 屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴已刚好到达地面，而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗户的上、下沿，如图所示，问：
(2)滴水的时间间隔是多少？(g取10 m/s2)
(1)此屋檐离地面多高？
4个△t
第3个△t内
解析　(1)
相邻水滴间距离之比为1∶3∶5∶7
屋檐离地面高度：H＝
(2) 由
对点练习
对自由落体运动的理解
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
1．下列关于自由落体运动的说法正确的是(　　)
A．物体从静止开始下落的运
动叫做自由落体运动
B．物体只在重力作用下从静
止开始下落的运动叫做自由
落体运动
C．从静止开始下落的小钢
球，因受空气阻力作用，不
能看成自由落体运动
D．从静止开始下落的小钢
球，所受空气阻力对其运动
的影响很小，可以忽略，可
以看成自由落体运动
⑴初速度为零
⑵仅受重力
v0＝0
v0＝0
可能受其他力
空气阻力远小于重力时，可看做自由落体
BD
对点练习
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
2. 关于自由落体运动的加速度g，下列说法中正确的是(　　)
A．重的物体的g值大
B．同一地点，轻重物体的g值一样大
C．g值在地球上任何地方都一样大
D．g值在赤道处大于在北极处
自由落体加速度
g值与物体的质量无关，只与地理位置和距地面的高度有关
纬度越高，g越大；赤道处小于两极
B
对点练习
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
3. 关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　)
A．某段时间内的平均速度等于初速度与末速度和的一半
B．某段位移内的平均速度等于初速度与末速度和的一半
C．在任何相等时间内速度变化相同
D．在任何相等时间内位移变化相同
自由落体运动的规律
初速度为零的匀加速直线运动
△v＝gt
ABC
对点练习
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
总高度决定总时间
解析
设星球表面的重力加速度为g′
解得：t＝5 s
g′＝6 m/s2
再见