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新教材高中物理·必修一
探天地之美，析萬物之理
2.4 自由落體運動
新課導入
重的物體和輕的物體誰下落得快？
實驗1：
實驗2：
實驗3：
硬幣下落得快
紙團下落得快
幾乎下落得一樣快
自主預習
閱讀課本47-48頁“自由落體運動”，回答下列問題：
1.影響物體下落快慢的主要因素是什么？
2.伽利略是怎樣推翻亞里士多德的觀點的？
3.什么是自由落體運動？
兩種觀點
伽利略
重的物體下落的更快！
VS
亞里士多德
物體下落的快慢與質量無關
亞里士多德這一觀點在2000多年內無人質疑?。?！
伽利略的證明
伽利略通過邏輯推理認為，根據亞里士多德“重的物體下落得快”的論斷，會推出相互矛盾的結論。
v=8m/s
v=4m/s
v>8m/s
4m/sv=
觀點1：兩石塊綁在一起后，質量更大，下落更快：
觀點2：兩石塊綁在一起后，小石塊會拖慢大石塊：
亞里士多德的觀點自身存在矛盾
現代實驗：牛頓管
結論：影響物體下落快慢的主要因素是空氣阻力。在真空環境下，質量大的物體與質量小的物體下落得一樣快。
自由落體運動
1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。
2.條件：只受重力；初速度為0。自由落體運動是一種理想化模型。
注意：空氣阻力遠遠小于物體重力時，可以忽略空氣阻力的影響，將物體的運動近似看成自由落體運動。
自由落體的運動性質度
結論：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
自由落體加速度
1.定義：在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫作自由落體加速度，又稱重力加速度，通常用g表示。
2.大小：9.8m/s2 ，粗略：10m/s2
3.方向: 豎直向下
注意：沒有特別說明，按g =9.8m/s2進行計算
4.特點：
①不同地點，g大小不同，緯度越高，g越大。赤道處g值較小，兩極g值較大。
②同一緯度，海拔高度越高，g值越小。
1.物體在真空中一定做自由落體運動。
2.自由釋放的物體只在重力作用下一定做自由落體運動。
3.質量越大的物體自由落體加速度越大。
4.物體在月球上做自由落體運動的重力加速度也是9.8 m/s2。
辯一辯
×
√
×
×
（P46）【例題1】 關于自由落體運動及重力加速度的說法正確的是(　　)
A.豎直向下的運動一定是自由落體運動
B.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
C.同一地點,不同質量的物體的g值可能不一樣大
D.g值在兩極處小于在赤道處
B
（P46）【變式訓練1】 (多選)關于自由落體運動,下列說法正確的是(　　)
A.物體從靜止開始下落的運動就是自由落體運動
B.如果空氣阻力比重力小得多,空氣阻力可以忽略不計,這時由靜止開始下落的運動是自由落體運動
C.蹦床運動員跳躍達到最高點后直至落回蹦床的過程可看為自由落體運動
D.雨滴經過窗子的這段運動可以看作是自由落體運動
BC
（P49）1.(自由落體運動的理解)關于自由落體運動,下列說法正確的是(　　)
A.質量大的物體做自由落體運動時的加速度大
B.從水平飛行著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,可近似看作自由落體運動
D
（P49）2.(自由落體運動的圖像)一個做自由落體運動的物體,下落速度v隨時間t變化的圖像如圖所示,其中正確的是(　　)
D
（P49）3.(自由落體運動的加速度)關于重力加速度的說法不正確的是(　　)
A.重力加速度g是標量,只有大小沒有方向,通常計算中g取9.8 m/s2
B.在地面上不同的地方,g的大小不同,但它們相差不是很大
C.在地球上同一地點,一切物體在自由落體運動中落至同一高度時的加速度都相同
D.在地球上同一地點,離地面高度越大,重力加速度g越小
A
新教材高中物理·必修一
探天地之美，析萬物之理
2.4 自由落體運動 （第2課時）
實驗：測自由落體運動加速度
打點計時器法（鐵架臺、打點計時器、紙帶、重錘、交流電源、刻度尺）
數據處理
3T
3T
X2
X1
實驗誤差
1.紙帶、重錘受到空氣阻力；
2.紙帶與打點計時器之間存在摩擦力；
3.下落過程中紙帶未處于豎直方向；
4.測量誤差。
1.固定實驗器材，固定紙帶；
2.紙帶穿過帶點計時器限位孔，托住重錘使其靠近打點計時器；
3.接通電源，釋放重錘，打出紙帶；
4.關閉電源，取下紙帶進行分析。
（P48）【例題3】 某同學用如圖甲所示的裝置測量重力加速度時,所打的紙帶如圖乙所示。
甲
乙
(1)實驗時紙帶的 (選填“A”或“B”)端應和重物相連接。
(2)紙帶上1至9各點為計時點,由紙帶所示數據可算出當地的重力加速度為 m/s2。
(3)當地的重力加速度為9.8 m/s2,請列出測量值與當地重力加速度值有差異的一個原因 。
9.4
紙帶與墨粉紙盤及其他接觸物間存在摩擦
B
自由落體運動的規律
1.運動性質：自由落體運動是初速度為0，加速度為g的勻加速直線運動。
2.基本規律：
h
v0=0
a=g
v=
v0=0,a=g,x=h
3.二級結論
(1)落地時間：
(2)落地速度：
(3)位移差：
(4)連續相等時間位移之比：
(5)連續相等位移時間之比：
1 : 3 : 5 : 7 : … : (2n-1)
（P47）【例題2】 從離地面500 m的空中自由落下一個小球,g取10 m/s2,求:
(1)小球落到地面所用的時間;
(2)自小球開始下落計時,在第1 s內的位移、最后1 s內的位移。
規范解答：
答案:(1)10 s　(2)5 m　95 m
（P49）4.(自由落體運動的規律)一個小球自屋檐自由下落,在Δt=0.25 s內通過了高度Δh=2m的窗口,求窗口的頂端距屋檐多高 (g取10 m/s2)
（P47）【變式訓練2】 浙江省長興縣十里銀杏長廊景區古銀杏眾多,成片成林全國罕見。游客小朱看到一片手掌大小的樹葉正好從離水平地面高約3 m的樹枝上飄落。這片樹葉從樹枝下落到地面的時間可能是(　　)
A.0.4 s B.0.6 s
C.0.8 s D.3 s
D
新教材高中物理·必修一
探天地之美，析萬物之理
2.4 自由落體運動 （第3課時）
測反應時間
1.如圖所示，甲同學用兩個手指捏住直尺的頂端，乙同學用一只手在直尺10cm刻度位置做捏住直尺的準備，但手不碰到直尺；在甲同學放開手指讓直尺下落時，乙同學立刻作出反應捏住直尺，讀出B同學捏住直尺部位的刻度為30cm，則B同學的反應時間約為（　?。?br/>A．0.1s B．0.2s C．0.3s D．0.4s
B
星球表面重力加速度
注意:g=9.8m/s2是在地球表面的重力加速度，其他星球重力加速度不為9.8.
(課后訓練P22)4.假設未來的某一天,航天員在火星上距火星表面18 m高處由靜止釋放一重物,測得重物經過3 s落到火星表面,忽略火星上的大氣阻力,下列說法正確的是(　　)
A.火星表面的重力加速度大小為4 m/s2
B.重物落地時的速度大小為8 m/s
C.重物落地前的1 s內位移大小為8 m
D.重物下落過程中,任意相鄰1 s內的位移之差為2 m
A
不同高度同時下落
（課后訓練P23）5.在離地面7.2 m處,手提2.2 m長的繩子的上端如圖所示,在繩子的上下兩端各拴一小球,放手后小球自由下落,繩子的質量不計,球的大小可忽略,g取10 m/s2。
(1)兩小球落地時間相差多少
(2)B球落地時A球的速度多大
答案:(1)0.2 s (2)10 m/s
多過程問題
（課后訓練P23）6.特技跳傘要求隊員在2 200 m的高度離開飛機,在不開傘自由落體的情況下完成規定表演動作。跳傘中某隊員自由落體速度達到最大速度70 m/s后,調整姿勢勻速下落,在距地面1 000 m時打開降落傘勻減速下落,落地速度恰好為零。g取10 m/s2,求:
(1)勻速下落的距離;
(2)勻減速下落過程的加速度大小;
(3)跳傘過程的總時間(結果保留三位有效數字)。
答案:(1)955 m (2)2.45 m/s2 (3)49.2 s
頻閃照相
2.頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態，頻閃儀每隔一定時間發出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。如圖所示是小球自由下落時的頻閃照片示意圖（圖片距離單位為：cm），頻閃儀每隔0.04s閃光一次，根據小球的頻閃照片示意圖，以下結論正確的是（　?。?br/>A．A位置是小球的釋放位置
B．小球加速度越來越大
C．小球在E點的瞬時速度大小是1.50m/s
D．DF過程的平均速度比E點速度大
A
（課后訓練P21）3.(多選)右圖是測量人的反應時間的小實驗,乙同學在甲同學的大拇指與食指之間的正上方捏住一把直尺,甲同學的大拇指與食指之間距離較小(約3 cm),乙同學突然放開尺子,甲同學盡快用手指去夾住。下列表述正確的有(　　)
A.該實驗測的是甲同學的反應時間
B.該實驗測的是乙同學的反應時間
C.實驗原理是
D.實驗原理是vt=gt
AC
（課后訓練P21）5.登上月球的航天員利用頻閃儀(頻率為20 Hz)給自由下落的小球拍照,所拍的頻閃照片如圖所示(圖上所標數據為小球到達各位置時總的下落高度),則月球表面的重力加速度為多少 (保留兩位有效數字)
答案:1.6 m/s2
滴水計時
如圖所示,讓水滴自水龍頭滴下,在水龍頭正下方放一個盤,調節水龍頭,讓水一滴一滴地滴下,并調節到使第一滴水碰到盤的瞬間,第二滴水正好從水龍頭口開始下落,并且能依次持續下去。用刻度尺測出水龍頭口距盤面的高度h,再測出每滴水下落的時間T,其方法是:當聽到某一滴水滴落在盤上的同時,開啟停表開始計時,之后每落下一滴水依次數1、2、3……,當數到n時按下停表停止計時,讀出停表時間t,則每一滴水滴下落的時間為 ,由 得：。
3.用滴水法可以測定重力加速度，方法是：在自來水龍頭下面固定一塊擋板A，調節水龍頭，讓水一滴一滴地滴落到擋板上，如圖所示，并調節到耳朵剛好聽到前一滴水滴在擋板上的聲音的同時，下一滴水剛好開始下落。首先量出水龍頭口離擋板的高度h，再用停表計時，計時方法是：當聽到某一滴水滴在擋板上的聲音的同時，開啟停表開始計時，并數“1”，以后每聽到一聲滴水聲，依次數“2、3、……”，一直數到“n”時，按下停表按鈕停止計時，讀出停表的示數為t。
（1）寫出用上述方法測定重力加速度g的表達式g= 。
（2）為了減小實驗誤差，改變h的數據，測出多組數據記錄在表格中(表中t′是水滴在空中運動的時間)，請在如圖所示坐標紙上作出適當的圖像，利用圖像求出重力加速度g的值，g= 。（結果保留2位有效數字）
序號 高度h/cm 空中運動的時間t′/s
1 20.10 0.20
2 25.20 0.23
3 32.43 0.26
4 38.45 0.28
5 44.00 0.30
6 50.12 0.32
9.5m/s2

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