第3節(jié)勻變速直線運動實例——自由落體運動一、自由落體運動的特點 閱讀教材第45～46頁“自由落體運動的特點”部分，知道自由落體運動的概念。1．定義：物體只在

作用下從

開始下落的運動。

重力靜止2．特點

(1)運動性質(zhì)：初速度等于

的勻加速直線運動。

(2)受力特點：只受

作用。

(3)物體下落可看作自由落體運動的條件：在實際中物體下落時由于受空氣阻力的作用，物體并不是做自由落體運動，只有當(dāng)空氣阻力比重力小得多，可以忽略時，物體的 下落才可當(dāng)作

運動來處理。零重力自由落體圖1思維拓展如圖1所示，在有空氣的玻璃管中，金屬片比羽毛下落得快，在抽掉空氣的玻璃管中，金屬片和羽毛下落快慢相同。(1)只受重力作用時，物體下落快慢有什么規(guī)律。(2)空氣中的落體運動在什么條件下可看作自由落體運動？答案(1)物體下落快慢相同(2)空氣的阻力作用可以忽略二、自由落體的加速度 閱讀教材第47頁“自由落體的加速度”部分，知道自由落體的加速度的概念，說出地球上自由落體加速度大小隨地理緯度的變化而變化的規(guī)律。1．定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都

。這個加速度叫自由落體加速度，也叫 重力加速度，通常用g表示。2．方向：

。相同豎直向下3．大小

(1)在地球上的同一地點：一切物體自由下落的加速度 都

。

(2)在地球上不同的地點，g的大小一般是

(A.相 同B．不同)的，g值隨緯度的增大而逐漸

。

(3)一般取值：g＝

，在估算時g＝

。相同B增大9.8m/s210m/s2思維拓展自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)嗎？同一物體在月球和地球上做自由落體運動時加速度相同嗎？答案自由下落加速度的大小與物體的質(zhì)量無關(guān)系。同一物體在月球和地球上自由落體的加速度也不相同。gt2gs答案平均速度公式，初速度為零的勻變速直線運動的比例式等均可用。四、自由落體運動規(guī)律探索的回眸 閱讀教材第49～51頁內(nèi)容，了解自由落體運動研究的史實，領(lǐng)會伽利略的科學(xué)思維方法。1．亞里士多德的觀點：物體下落的快慢是由它們的

決 定的。2．伽利略的研究

(1)歸謬：伽利略從

的論斷出發(fā)，通過邏輯推 理，否定了

的論斷。

(2)猜想：伽利略猜想自由落體運動是一種最簡單的變速 運動，它的速度應(yīng)該是

的。重力亞里士多德亞里士多德均勻變化(3)數(shù)學(xué)推理：伽利略通過數(shù)學(xué)推理得出初速度為零的勻變速直線運動應(yīng)有

。(4)實驗結(jié)果。①小球沿斜面滾下的運動是

運動。②只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是

的。③增大斜面的傾角，小球的加速度隨斜面傾角的增大而

。(5)合理外推：伽利略認為當(dāng)斜面傾角為

時，小球?qū)⒆杂上侣洌詴?/p>

運動。s∝t2勻加速直線相同增大90°勻變速直線思維拓展以上圖畫中可以推翻亞里士多德的什么觀點？答案亞里士多德認為物體下落的快慢是由它們的重力決定的。預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3 自由落體運動的特點[要點歸納]1．自由落體運動是一種理想模型。當(dāng)自由下落的物體所受的空氣阻力遠小于重力時，物體的運動才可以視為自由落體運動。如空氣中石塊的下落可以看做自由落體運動，空氣中羽毛的下落不能看做自由落體運動。特別提醒物體在其他星球上也可以做自由落體運動，但下落的加速度與在地球表面下落的加速度不同[精典示例][例1](2017·廣東清遠月考)關(guān)于自由落體運動，下列說法中正確的是 (

)A．質(zhì)量大的物體自由下落時的加速度大B．從水平飛行的飛機上釋放的物體將做自由落體運動C．雨滴下落的過程是自由落體運動D．從水龍頭上滴落的水滴的下落過程，可以近似看成自由落體運動思路探究自由落體運動是一種理想化模型，實際問題中當(dāng)阻力相對于重力可以忽略時，才可以把物體由靜止下落的運動看成自由落體運動。解析所有物體在同一地點的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大小無關(guān)，A錯誤；從水平飛行的飛機上釋放的物體，具有水平初速度，不是自由落體運動，B錯誤；雨滴下落過程所受空氣阻力與速度大小有關(guān)，速度增大時阻力增大，雨滴速度增大到一定值時，阻力與重力相比不可忽略，不能認為是自由落體運動，C錯誤；從水龍頭上滴落的水滴所受的空氣阻力與重力相比可忽略不計，可認為只受重力作用，D正確。答案D自由落體運動是一種初速度為零的勻加速直線運動，其加速度為g，g的大小與重力大小無關(guān)。所有的勻變速直線運動的規(guī)律都適用于自由落體運動。但要注意，當(dāng)問題指明(或有暗示)空氣阻力不能忽略時，物體從靜止開始下落的運動就不再是自由落體運動。

[針對訓(xùn)練1](2017·昆明高一檢測)(多選)關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是

(

)A．豎直向下的運動一定是自由落體運動B．自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動C．物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動D．熟透的蘋果從樹枝開始自由下落的運動可被視為自由落體運動解析物體做自由落體運動的條件是初速度為零且只受重力作用，A錯，C對；所有物體做自由落體運動的加速度均為g，運動性質(zhì)是由靜止開始的勻加速直線運動，B對；熟透的蘋果在下落過程中雖受空氣阻力作用，但該阻力遠小于它的重力，可以忽略該阻力，故可將該過程視為自由落體運動，D對。答案

BCD自由落體加速度的理解與測定[要點歸納]1．對自由落體加速度的理解

(1)產(chǎn)生原因：地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。

(2)大小：與在地球上的緯度以及距地面的高度有關(guān)：與緯度的關(guān)系在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大，即赤道處重力加速度最小，兩極處重力加速度最大，但差別很小與高度的關(guān)系在地面上的同一地點，重力加速度隨高度的增加而減小。但在一定的高度內(nèi)，可認為重力加速度的大小不變(3)方向：豎直向下。由于地球是一個球體，各處的重力加速度的方向是不同的。特別提醒(1)我們在研究自由落體運動時，物體下落的高度不太高，一般認為重力加速度大小不變。(2)重力加速度的方向既不能說是“垂直向下”，也不能說是“指向地心”，只有在赤道或兩極時重力加速度才指向地心。2．測定重力加速度的方法

(1)實驗設(shè)計 利用頻閃照片，或利用打點計時器能夠把做自由落體運動的物體的位置和相應(yīng)的時刻記錄下來。根據(jù)對勻變速直線運動的研究，測量物體下落的加速度，進而研究自由落體運動是否是勻加速直線運動，以證實猜想。(2)實驗方法①打點計時器法圖3[精典示例][例2]圖4中(甲)、(乙)兩圖都是使用電磁打點計時器測量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點計時器的打點頻率為50Hz。圖4利用紙帶計算重力加速度的方法(1)計算出紙帶上一個點或幾個點的速度，根據(jù)勻變速直線運動的公式求加速度。(2)計算出紙帶上各點的速度，畫出v－t圖象，由圖象的斜率可求得重物下落的加速度即重力加速度。(3)根據(jù)Δs＝gt2用逐差法求加速度。(注意要盡可能多地選用數(shù)據(jù))

[針對訓(xùn)練2]登上月球的宇航員利用頻閃儀(頻率為每秒20次)給自由下落的小球拍照，所拍的閃光照片如圖5所示(圖上所標(biāo)數(shù)據(jù)為小球到達各位置時總的下落高度