1、经典力学的局限性授课教师：授课教师：docerdocer读读秀秀新人教版必修第一册新人教版必修第一册2.4 自由落体运动自由落体运动【新课导入】【新课导入】站在高层建筑物上，让轻重不同站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？你认为哪个物体下落得快？在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？哪一个下落得快？结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响结合实验及生活中的经验，讨论：
2、什么因素影响物体下落的快慢？物体下落的快慢？一、历史上关于落体运动快慢研究1 1、二千多年前，古希腊哲学家亚里、二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？慢。这个观点是否正确呢？2 2、1616世纪末，意大利比萨大学世纪末，意大利比萨大学的青年学者的青年学者伽利略对伽利略对亚里士多德亚里士多德的论断表示了怀疑的论断表示了怀疑世界著名的比萨斜塔实验证明重的铁球和轻的铁球下落快慢相同猜想猜想逻辑的力量V128V1=8V2=44v128问题问题1：落体运动的快
3、慢与什么有关？：落体运动的快慢与什么有关？器材：两张器材：两张纸（一厚一薄）纸（一厚一薄）实验探究一：结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）结论：重的物体下落得快。（亚里士多德）器材：器材：两张纸（轻的一张揉成团）两张纸（轻的一张揉成团）结论：结论：轻的物体下落得快。轻的物体下落得快。问题问题2：重的物体一定下落得更快吗？：重的物体一定下落得更快吗？实验探究二：探究：无空气影响时，物体下落的快慢？探究：无空气影响时，物体下落的快慢？现象：现象： 。结结论：论： 。抽气后，就排除了抽气后，就排除了 的影响的影响空气在真空中同时落地在真空中同时落地在真空中下落快慢与物体的重量无关在真空中下落快慢与
4、物体的重量无关牛顿管牛顿管阿波罗阿波罗登月实验登月实验 1970年，阿波罗飞船登上无大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球表面。1 1、定义：、定义：物体物体 只在重力作用只在重力作用下下 从从 静止静止 开开始下落的运动。始下落的运动。一、自由落体运动一、自由落体运动2 2、条件：初速度为零、条件：初速度为零 只受重力作用只受重力作用在空气中，若在空气中，若受到空气阻力，当受到空气阻力，当f空空 G的的情况，当作情况，当作自由落体运动自由落体运动。所以自由落体。所以自由落体运动是运动是一种理想运动。一种理想运动。请同
5、学们思考匀加速直线运动的特征：请同学们思考匀加速直线运动的特征：1.加速度恒定加速度恒定2aTs-1)nns -s（2.相邻相等时间间隔内位移之差为一个定值相邻相等时间间隔内位移之差为一个定值打 点 计打 点 计时器时器纸纸带带重重物物x1x2x5x4x3543210请同学们根据自己实验得到的纸带，计请同学们根据自己实验得到的纸带，计算出相邻相等时间间隔内的位移差分别算出相邻相等时间间隔内的位移差分别是多少？是多少？ 若 x在实验误差范围内是定值，就可以说明此运动为匀加速运动。问题：问题：如何如何求自由落体运动的加速度？求自由落体运动的加速度？结论：自由落体运动是初速度为结论：自由落体运动是初
6、速度为0 0的的匀加速匀加速直线运动。直线运动。通过自由落体运动通过自由落体运动v-t图求出斜率，既图求出斜率，既自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度a=ga=gv-t图（4）自由落体加速度在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同。这个加速度就叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g来表示。重力加速度g(自由落体加速度)a方向总是竖直向下的。b大小：g=9.8m/s2，粗略计算可用g=10m/s2cg随纬度的增加而增大（赤道g最小，两极g最大)g随高度的增加而减小。赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北极：g=9.832m/s2随纬度升高，重力加速度增大。莫斯
7、科：g=9.816m/s2 地 点 纬 度重力加速(ms-2) 特 点 赤道 0 9.780 最小 广州2306 9.788 武汉3033 9.794 上海3112 9.794 东京3543 9.798 北京3956 9.801 纽约4040 9.803 莫斯科5545 9.816 北极90 9.832 最大三、自由落体运动规律三、自由落体运动规律匀变速直线运动自由落体运动gtvtatvvt02021attvsas-vvt2202221gth ghvt2200vgahs例例1.下面关于自由落体运动及重力加速度的说法中下面关于自由落体运动及重力加速度的说法中正确的是（正确的是（ ）A.初速度为零
8、的运动就是自由落体运动。初速度为零的运动就是自由落体运动。B.自由落体运动是初速度为零、加速度为自由落体运动是初速度为零、加速度为g的运动的运动C重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小大小D轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地物体先落地B例2：雨滴通常从1500m左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？ght2 s5 .17s8 . 950012 雨滴落地时的速度为m/s5 .171m/s5 .178 . 9 gtvt解：如果没有空气阻力，雨滴下落的运
9、动可以看成自由落体运动，由公式得221=tgh讨论：实际上雨滴落到地面的速度不超过8m/s，说明物体从很高的地方下落时，空气阻力是不可忽略的，有时空气阻力可以大到等于物体的重力。小结小结物体物体 只只在重力作用在重力作用下下 从从 静止静止 开始下落的运动开始下落的运动一、定义一、定义:三、性质：三、性质：自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为零零的的匀加速匀加速直直线运动线运动四、自由落体加速度四、自由落体加速度(重力加速度重力加速度)方向方向: .竖直向下竖直向下大小大小: g =9.8m/s2或或g =10m/s2纬度越高g 值越大值越大二、特点：二、特点：只受重力（只受重力（a=g）V0=0
