4．自由落体运动 [学习目标] 1．知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动的特点。 2．知道重力加速度的大小和方向。 3．会运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题。 4．了解伽利略研究自由落体运动的科学方法和探究过程。 [教用·问题初探]———通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1 自由落体运动的运动学特点是什么？ 问题2 自由落体运动的加速度大小与什么有关？ 问题3 实际物体的下落在什么情况下可以看成自由落体运动？ 自由落体运动 【链接教材】 如图所示，当铁球从塔顶静止释放后，下落过程中受到哪几个力的作用？铁球的运动能否看作自由落体运动？ 提示：受重力和空气阻力作用；由于空气阻力相对于铁球的重力较小，可忽略不计，故铁球的运动可看成自由落体运动。 【知识梳理】 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．伽利略的研究 (1)归谬：伽利略从亚里士多德的论断出发，通过逻辑推理，否定了他的论断。 (2)猜想：重的物体与轻的物体应该下落得同样快。 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初速度v0＝0；②仅受重力。 (3)实际运动：物体下落时由于受空气阻力的作用，物体的下落不是自由落体运动；只有当空气阻力比较小，可以忽略时，物体的下落可以近似看作自由落体运动。 【思考讨论】 在如图所示玻璃管中放入金属片和羽毛，将其中一根玻璃管抽成真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落。 问题1 观察物体在两玻璃管中的运动，能看到什么现象？ 提示：在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快；在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同。 问题2 为什么抽成真空的玻璃管内的物体下落快慢相同？ 提示：因为没有空气阻力。 【知识归纳】 1．物体做自由落体运动的两个条件 (1)初速度为零。 (2)除重力之外不受其他力的作用。 2．自由落体运动是一种理想化模型 (1)这种模型忽略了次要因素———空气阻力，突出了主要因素———重力。实际上，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动。 (2)当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落可看作自由落体运动。如在空气中自由下落的石块可看作自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动。 【典例1】 (自由落体运动的判断)(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( ) A．春天下毛毛细雨，雨滴下落的过程不可看作自由落体运动 B．卫星返回舱返回地球过程中的运动可看作自由落体运动 C．从二楼阳台由静止释放的一把钥匙，可近似看作自由落体运动 D．从水平飞行的飞机上释放的大包救灾物资，物资将做自由落体运动 AC [春天下毛毛细雨，雨滴下落的过程受到空气阻力作用不能忽略，则雨滴不是自由落体运动，选项A正确；卫星返回舱返回地球过程中要受到大气的阻力作用，则返回舱的运动不能看作自由落体运动，选项B错误；从二楼阳台由静止释放的一把钥匙，空气阻力可忽略不计，可近似看作自由落体运动，选项C正确；从水平飞行的飞机上释放的大包救灾物资，物资由于有水平速度，同时空气的阻力也不能忽略不计，则不是做自由落体运动，选项D错误。] 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：总是竖直向下。 3．大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的。一般的计算中，g取9.8 m/s2，近似计算时，g取10 m/s2。 【思考讨论】 观察教材中“一些地点的重力加速度”表格，思考讨论下列问题： 问题1 北京和上海的重力加速度分别是多大？北京和上海的纬度相同吗？ 提示：北京的重力加速度g＝9.80 ... ...
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