
4.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
物体下落的快慢跟它的轻重有关,重的物体下落得快。
2.伽利略的观点
(1)归谬:伽利略从亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,否定了亚里士多德的论断。

(2)猜想:重的物体与轻的物体下落得同样快。
3.自由落体运动
(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
(2)条件:①运动条件:初速度为0;②受力条件:只受重力作用。
(3)特别说明:自由落体运动只在真空中才能发生。在有空气的空间,如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
1.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作重力加速度,通常用g表示。
2.方向:竖直向下。
3.大小:在地球表面不同的地方,g的大小一般是不同的。在一般的计算中,g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。
4.自由落体运动的规律:自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动,速度与时间的关系式为v=gt,位移与时间的关系式为x=gt2。
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。