自由落体运动
1.了解历史上对自由落体运动的认识历程,了解伽利略对自由落体运动的研究方法。
2.理解自由落体运动概念,知道物体做自由落体运动的条件。 3.用实验测量自由落体加速度,知道它的大小和方向。
4.应用类比法得出自由落体运动的规律,并能解决相关实际问题。
一、自由落体运动 1.亚里士多德的观点
01轻重有关,重的物体下落得□02快。 物体下落的快慢跟它的□2.伽利略的观点
03亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,否定了亚里(1)归谬:伽利略从□士多德的论断。
04同样快。 (2)猜想:重的物体与轻的物体下落得□3.自由落体运动
05重力作用下从□06静止开始下落的运动。 (1)定义:物体只在□070;②受力条件:只受□08重力作用。 (2)条件:①运动条件:初速度为□09真空中才能发生。在有空气的空间,如(3)特别说明:自由落体运动只在□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。
二、自由落体加速度
01相同,这个加速度1.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都□
02重力加速度,通常用g表示。 叫作自由落体加速度,也叫作□03竖直向下。 2.方向:□04不同的。在一般的计3.大小:在地球表面不同的地方,g的大小一般是□059.8 m/s2或10 m/s2。 算中,g可以取□060、07g的□084.自由落体运动的规律:自由落体运动是初速度为□加速度为□09gt,10匀加速直线运动,速度与时间的关系式为v=□位移与时间的关系式为x=□12
2gt。
判一判
(1)在空气中自由释放的物体做自由落体运动。( ) (2)物体在真空中一定做自由落体运动。( )
(3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动。( ) (4)质量越大的物体自由落体加速度越大。( ) (5)地球上任何地方的重力加速度都相同。( )
(6)伽利略通过实验的观察与计算,直接得到了自由落体运动的规律。( ) 提示:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× 想一想
自由落体加速度的方向总是竖直向下,是否可以理解为自由落体加速度方向总是垂直地面向下?
提示:不可以。竖直向下不等同于垂直地面向下。当地面水平时,两者相同;当地面不水平时,两者不相同。
课堂任务
自由落体运动的理解
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:如图,让小钢珠和羽毛从玻璃管上方同时开始下落,图甲真空管和图乙有空气的玻璃管中它们的下落情况是怎样的?
提示:在真空管中,小钢珠和羽毛下落得一样快;在有空气的玻璃管中,小钢珠比羽毛下落得快。
活动2:由图甲中的现象,你能得出什么结论? 提示:在真空中,轻的物体和重的物体下落得一样快。
活动3:你认为图乙中小钢珠和羽毛下落的快慢不同的原因是什么? 提示:空气阻力对小钢珠与羽毛的影响不同。 活动4:讨论、交流、展示,得出结论。 1.自由落体运动
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫作自由落体运动。满足两个条件:
(1)初速度为零。 (2)仅受重力作用。
2.自由落体运动是一种理想化模型
在空气中,物体的运动都是要受阻力的,所以空气中不存在真正的自由落体运动。但在空气阻力很小的情况下,可以近似看作自由落体运动。所以自由落体运动是一种理想化模型。
例1 关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( ) A.物体从静止开始下落的运动就叫作自由落体运动 B.自由落体运动是物体不受任何作用力的运动
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.从树上落下的树叶,因受空气阻力作用,不能看成自由落体运动
(1)自由落体运动的条件是什么?
提示:①初速度为0;②只受重力作用。
(2)空气中的落体运动什么情况下能看成自由落体运动?
提示:当空气阻力远小于物体所受重力时,空气中物体由静止开始下落的运动可看作自由落体运动。
[规范解答] 根据自由落体运动的条件:初速度为0,只受重力作用,A、B错误。从静止开始下落的小钢球,所受空气阻力远小于重力,可看成自由落体运动;从树上落下的树叶,所受空气阻力较大,不能看成自由落体运动,C错误,D正确。
[完美答案] D
初速度为零、物体只受重力,这两个条件是否都满足是判断物体是否做自由落体运动的唯一标准。
[变式训练1] 关于自由落体运动,下列说法正确的是( ) A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动
B.从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C.雨滴下落的过程是自由落体运动
D.从水龙头上滴落的水滴下落的过程可近似看作自由落体运动 答案 D
解析 紧扣自由落体运动的两个关键点:①只受重力,空气阻力可忽略;②由静止开始下落。由此可知,A错误;从水平飞行的飞机上释放的物体不是由静止下落的,所以不是自由落体运动,B错误;雨滴在空中下落时运动距离很长,速度很大,空气阻力不能忽略,故雨滴下落的过程不是自由落体运动,C错误;从水龙头上滴落的水滴下落的高度较小,速度较小,空气阻力可以忽略,下落过程可近似看作自由落体运动,D正确。
课堂任务
自由落体加速度
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
表2