第1节　探究自由落体运动.doc

1、 1.亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的重量决定的，物体越 重，下落得越快. 2.伽利略认为，物体下落的快慢与物体的质量无关. 3.认识自由落体运动： （1）定义：物体仅在重力的作用下，从静止开始下落的运动叫 自由落体运动. （2）自由落体运动具备两个特点：初速度为零；下落物体 只受重力. （3）若物体受到的空气阻力远小于物体的重力时也可将从静止 开始下落的物体视为自由落体运动. 基 础 练 习 1.伽利略用巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点，这种方法 在科学研究中叫（D） A.数学推演 B.实验验证 C.猜想与假说 D.逻辑推理 2.关于自由落体运动，下列说法中正确的是（D） A.质量大

2、的物体自由下落时的加速度大 B.从水平飞行飞机上释放的物体将做自由落体运动 C.雨滴下落的过程是自由落体运动 D.从水龙头上恰能滴落的水滴的下落过程， 可近似看作自由落体 运动 解析：自由落体运动是指物体从静止开始，仅在重力作用下的直 线运动，物体运动的加速度与质量无关，A 错，B 选项中有初速度， B 选项错；雨滴下落过程受空气阻力的作用或风的作用，不能看作自 由落体运动，C 错；D 选项正确. 3.如图所示，在一玻璃管中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速倒置 玻璃管，可以看到，玻璃球先于羽毛达到底端，这主要是因为（D） A.它们的重量不同 B.它们的密度不同 C.它们的材料不同 D.它们受到的空

3、气阻力不同 解析：玻璃球先于羽毛到达地面，这主要因为羽毛受到的空气阻 力大的缘故，正确选项为 D. 4.在一高塔顶端释放大小相同的实心铁球和实心铅球，与此有关 的下列说法中，正确的是（B） 它们受到的空气阻力不同 它们的加速度相同 它们落 地的速度不同 它们下落的时间相同 A. B. C. D. 解析：大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等.在 忽略空气阻力的情况下， 两球均做自由落体运动， 它们的加速度相等. 因下落高度相等，故下落的时间相等，落地的速度相等，正确选项为 B. 5.甲物体的重力是乙物体重力的 3 倍，它们从同一高度处同时自 由下落，下列说法正确的是（C） A.甲比乙先

4、着地 B.甲比乙的加速度大 C.甲、乙同时着地 D.无法确定谁先着地 解析： 物体做自由落体运动时， 不同质量物体的加速度是一样的， 从同一高度同时落下，它们的运动情况完全相同. 拓 展 练 习 6.从同一高度处，先后释放两个重物，甲释放一段时间后，再释 放乙，则以乙为参考物，甲的运动形式为（D） A.自由落体运动 B.匀加速直线运动 ag D.匀速直线运动 解析：先后下落的物体加速度相同，它们之间的相对运动是匀速 运动. 7.如图所示的四个 vt 图象中，设向上为正方向，则图中能正确反 映自由落体运动过程的图象是（B） 解析：A、C 表示加速度变化的直线运动，B 是初速度为零匀变 速直线运动

5、，且速度方向向下，B 选项正确；D 图表示速度向上. 8.小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的 小球位置如图中 1、2、3 和 4 所示.下列说法中不正确的是（B） A.小球在下端时的速度大于在上端时的速度 B.是一个自由落体运动的轨迹 C.可以由照片求出小球在两次闪光间的平均速度的大小 D.第一次闪光应发生在小球刚要下落的瞬间 解析：图片只是频闪时小球的位置，不是小球实际运动的轨迹， 所以 B 是错的. 9.如图所示，用电火花式打点计时器记录的纸带研究物体的自由 落体运动，在实验中， （1）打点计时器应接在 V 的 流电源上； （2）本实验误差的主要来源有 _ _.（试举出

6、两条） （3）本实验中位移与时间可能成正比吗？ 解析： （1）打点计时器应接入 220 V 的交流电源. （2）用电磁打点计时器研究物体的运动时，实验的误差主要来 源于纸带受到的阻力，如打点计时器的限位孔对纸的摩擦阻力，空气 阻力，电源频率的变化，测量物体下落的位移等，为了减小误差要从 正确安装器材及操作步骤合理等入手. （3）位移不可能与时间成正比，只有匀速运动，才会有 svt， 而自由落体运动是一种变速运动. 答案：见解析 比萨斜塔实验关于比萨斜塔实验的历史 古希腊哲学家亚里士多德认为， 重的物体比轻的物体下落的要快. 这符合人们的生活常识，如玻璃弹子就比羽毛落得快. 伽利略认为：下落速度

7、与重量无关，所有物体下落速度都相同. 伽利略批评亚里士多德的理论是从逻辑推理开始的.设想一个重物 （如铁球）与一个轻物（如木球）同时下落，按亚里士多德的理论， 当然是铁球落得快，木球落得慢.现在，试想把铁球与木球绑在一起， 同时抛出，会发生什么情况呢？一方面，铁球和木球组成了一个比铁 球更重的物体，应当下落的比铁球更快；另一方面，铁球下落被木球 拖住，其速度应该介于铁球与木球之间.这样，从同一个理论推出了 互相矛盾的两个结论，所以，亚里士多德的理论是值得怀疑的.正确 结论应当是：下落速度与重量无关. 1586 年荷兰物理学家斯台文用两个大小不同重量比为 110 的 铅球，让它们从高 30 英尺

8、（折合 9.15 米， 1 英尺0.305 米）的高度落下，结果两者几乎同时落在地面的 木板上，围观者可以听到两个铅球撞击木板时发出的声音. 据传，伽利略曾于 1590 年在意大利比萨斜塔（高 58.4 米）上将 两个重量不等的铁球自塔顶垂直自由落下，结果两铁球同时着地.该 实验一举推翻古希腊学者亚里士多德提出的重量不同物体下落速度 也不同的定理.伽利略做比萨斜塔实验这一传闻来自伽利略晚年的学 生维维安尼，他在写伽利略的传记中提到伽利略曾做此实验.但历史 学家考证，没有任何理由表明伽利略做过这一实验. 事实上，一位亚里士多德派的物理学家为了反驳伽利略，真的于 1612 年在比萨斜塔做了一个实验

9、，结果表明，相同的材料但重量不 同的物体并不是在同一时刻到达地面，只差一个很小的距离. 1997 年诺贝尔物理学奖得主、斯坦福大学美籍华人物理学家朱 棣文教授领导的一个小组通过“坠落”原子而精确测算出了单个原子 所受的重力加速度， 并发现这一重力加速度与由数十亿原子组成的宏 观尺度物体所受重力加速度相同.这一结果被物理学界视为意大利学 者伽利略著名的“比萨斜塔实验”的现代翻版.朱棣文等人在研究中 利用基于光学干涉原理的重力计， 对做自由落体运动的玻璃管进行了 重力加速度的测量， 并将其与在同一实验室中利用原子干涉仪测量出 的单个原子所受重力加速度进行了比较，结果发现两者几乎没有区 别. 朱棣文教授等人在英国自然杂志上撰文介绍说，他们利用原 子干涉技术，对单个原子所受重力加速度进行了迄今最精确的测量， 进而得出了上述研究结论.朱棣文等人此次实验的测量精度达到了十 亿分之三，比此前的测量精度提高 100 万倍（以前为千分之三） ，充 分显示了原子干涉作为一种强有力的精确测量手段的应用潜力.