1、自由落體運動誘思探究思考蘋果和露珠從同樣的高度落下,哪個先落地?思考：（1）硬幣與紙片同時下落（3）取兩張相同紙片，其中一張截去一半并揉成團同時下落（2）取兩張相同紙片，其中一張揉成團同時下落（4）如果把輕重物體連在一起，然后靜止釋放，這時物體下落是變快了還是變慢了？自由落體運動定律的發現1600年2月17日，羅馬宗教裁判所咬牙切齒地將布魯諾燒死在鮮花廣場之后，正慶幸他們制服異端的勝利，卻不知，這時在意大利的比薩城里，一個比布魯諾更可怕的叛逆者已經成長起來，他便是近代物理學的鼻祖伽利略(15641642)。 原來，在伽利略之前，一切科學、哲學問題，全部包括在亞里士多德(前384前322)的學說

2、里。后者可是一位古圣人，他的思想被奉為金科玉律。當時，要是有學生提出一個問題，老師只消一句話：“這是亞里士多德說的”，問者便不敢再生懷疑。而伽利略卻與眾不同，凡事，不但喜歡多想一想，還要去試一試。他的父親是一位數學家和音樂家，因家境貧寒，不讓他再學不能賺錢的音樂和數學，而送他到比薩大學去學醫。可是，他學醫不用功，卻對數學、物理格外有心。21歲那年，父親見他這樣不聽話，一生氣，再不給他學費，他只好退學。但是，四年之后，因他的數學、物理方面自學的成就，伽利略被母校聘請回去任數學教授。他一登上大學講臺，可不是像其他人那樣照宣亞里士多德的教條，而是大力提倡觀察和實驗。這在當時的學者看來，簡直是一個不知

3、天高地厚的瘋子。1590年，25歲的伽利略，對亞里士多德的一個經典理論提出懷疑。亞氏說，如果把兩件東西從空中扔下，必定是重的先落地，輕的后落地。伽利略卻認為是同時落 地。這自然沒有人信他的，于是他決心搞一次實驗，讓人們親自看看。 說也奇怪，這比薩城里有一座斜塔，拔地之后，卻向一邊斜去。這塔建于1174年，開始還是直的，但建到三層時開始偏斜，只好停工。過了94年后人們終不死心，又繼續施工。最后共修了八層，高545米，重14200多噸。沒想到這個偶然的施工錯誤，倒造成了世界上獨一無二的名勝。說起意大利的斜塔，誰人不知，何人不曉。 再說這天，年輕的伽利略宣布要進行一次試驗，一群教授大為不滿，便一起到

4、校長面前告他的狀。校長轉念一想，這樣也好，讓他當眾出一次丑，也好殺殺他的傲氣。這時，早有一群喜歡新奇的學生，將他們的老師伽利略擁到塔下。一會兒，伽利略便爬上斜塔七層的陽臺。塔下已是人頭攢動，比薩大學的校長、教授、學生，還有許多看熱鬧的市民，將斜塔圍了個水泄不通。就在這時，也還是沒有一個人相信伽利略會是對的。人們正在疑惑，只見伽利略將身子從陽臺上探出，左右雙手各拿一個鐵球，一個比另一個要重十倍。當他兩手同時撒開時，只見這兩只球從空中落下，齊頭并進，眨眼之間，“咣當”一聲，同時落地。塔下的人，一下子都懵了。先是寂靜了片刻，接著便嗡嗡地嚷作一團。這時，伽利略從塔上走下來，校長和幾個老教授立即將他圍住

5、說：“你一定是施了什么魔術，讓兩個球同時落地。亞里士多德是絕對不會錯的。”伽利略說：“如若不信，我還可以上去重做一遍，這回你們可要注意看著。”校長說：“不必做了，亞里士多德全是靠道理服人的。重東西當然比輕東西落得快，這是公認的道理。就算你的實驗是真的，但它不符合道理，也是不能承認的。”伽利略說：“好吧，既然你們不相信事實，一定要講道理，我也可以來講一講。就算重物下落比輕物快吧，我現在把這兩個球綁在一起，從空中扔下，按照亞里士多德的道理，你們說說看，它落下時比重球快呢還是比重球慢?”結論：并非物體越重下落越快重的物體下落快還是輕的物體下落快？不同物體從同一高處下落快慢比較（空氣阻力）猜想結論在沒

6、有空氣阻力的情況下物體自由下落的快慢相同定義是什么原因使物體的下落變的如此復雜？自由落體運動：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(free-fall motion)。物體在空氣中的運動都要受到空氣阻力的作用，嚴格的說不能看做是自由落體運動，但當物體的密度比較大，相對體積比較小，下落速度不是太大的時候，物體下落的過程所受的空氣阻力遠小于物體的重力，決定物體下落快慢的主要因素是物體的重力。也就是說，當阻力與重力相比可以忽略不計的時候，物體在空氣中的下落可以看成是自由落體運動。問題：雨滴下落是 自由落體運動嗎？ 氣體和流體都具有流動性，統稱為流體， 流體的阻力跟物體相對于流體的速

7、度有關，速度越大，阻力越大雨滴在空氣中下落，速度越來越大，所受空氣阻力也越來越大當阻力增大與雨滴所受重力相等時，二力平衡，雨滴開始勻速下落流體的阻力跟物體的橫截面積有關，橫截面積越大，阻力越大跳傘運動員在空氣中張開降落傘，憑借著降落傘較大的橫截面積取得較大的空氣阻力，可以比較緩慢地降落航天飛機著陸后，在飛機后面張開一面類似降落傘的裝置，加大阻力，以便較快地停下來 流體的阻力還跟物體的形狀有關系，頭圓尾尖的物體所受的流體阻力較小，這種形狀通常叫做流線型魚的形狀就是流線型的為了減小阻力，小轎車、賽車、飛機、潛艇以及輪船的水下部分，外形都采用流線型設計實驗表明：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運

8、動。 在同一地點，一切物體在做自由落體運動中的加速度都相同，這個加速度叫自由落體加速度(free-fall acceleration),也叫重力加速度(gravitational acceleration )，用g 表示。 地球上不同地點， g值 比較:g ( m/s2 )地 點 北 極 北 京上 海 廣 州赤 道緯 度 9. 832 9. 801 9. 794 9. 788 9. 780 39 56 90 31 12 23 06 0 在通常的計算中， g = 9.8 m/s 2或g = 10 m/s 2 。隨緯度的增加而增大注：探究學習重力加 速度方向總是豎直向下。探究之三：自由落體運動的加

9、速度關于自由落體運動，下列說法正確的是A.物體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.物體只有在重力的作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動D.當空氣阻力的作用比較小可以忽略不計的時候，物體自由下落可視為自由落體運動BCD關于自由落體運動，下列說法正確的是A.物體豎直向下的運動就是自由落體運動B.加速度等于重力加速度的運動就是自由落體運動C.在自由落體運動過程中，不同質量的物體的運動規律相同D.物體做自由落體運動位移與時間成反比C自由落體運動的規律勻加速直線運動自由落體運動探究學習自由落體運動的應用 V=v0+atX=v0t+1

10、/2at22ax=v2-v02探究之四:自由落體運動的規律與應用例題：屋檐每隔一定時間滴下一滴水，當第5滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗子的上下沿，如圖所示，問：（g=10m/s2)1 ) 此屋檐離地面多高？2）滴水的時間間隔是多少？12345如果將這5滴水的運動等效為一滴水的自由落體，并且將這一滴水運動的全過程分成時間相等的4段，設每段時間間隔為T，那么這一滴水在0時刻，Ts末，2Ts末，3Ts末，4Ts末所處的位置，分別對應圖中第5滴水，第4滴水，第3滴水，第2滴水，第1滴水所在的位置12345解法一第二滴水的位移x2=1/2 g(3T)2第三滴水的位移x3=1/2 g(2T)2x2-x3=1/2g(3T)2-(2T)2=1m1/2 g 5T2=1 T=0.2s屋檐高 x=1/2g(4T)2=1/2*10*(4*0.2)2 =3.2m12345解法二設相鄰水滴間的間距從上到下依次是x0,3x0,5x0,7x0顯然窗高所對應的為5x0即5x0=1m 得：x0=0.2屋檐總高h=x0+3x0+5x0+7x0 =16x0.2=3.2m例題：長度