1、m1m2首先落地的物体质量比较光盘纸光盘m1m2重的物体先下落一张纸一张纸几乎同时m1=m2同时下落一张纸半张纸几乎同时m1m2轻重同时下落一张纸揉成团的半张纸团状的半张纸m1m2轻的物体先下落重的快！重的快！一样快！一样快！跨越时空的对话跨越时空的对话亚里士多德亚里士多德(Aristotle，前，前384前前322)伽利略伽利略(GalileoGalilei，15641642)问题：问题：重物体比轻物体下落快吗重物体比轻物体下落快吗?探究过程一：自由落体运动问题：问题：重物体比轻物体下落快吗重物体比轻物体下落快吗?亚里士多德的研究方法：亚里士多德的研究方法：观察和思考观察和思考归纳出归纳出:
2、物体越重，物体越重，下落得越快。下落得越快。亚里士多德亚里士多德（公元前（公元前384-前前322年）：古希腊哲学年）：古希腊哲学家、思想家。家、思想家。问题一：问题一：绵延两千年的绵延两千年的错误错误是什么？是什么？亚里士多德认为：物体下落的快亚里士多德认为：物体下落的快慢是由它们的慢是由它们的重力重力决定的。决定的。研究方法：研究方法：观察观察-思考思考（直觉）（直觉）物体下落的快慢不是物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的由它们的轻重决定的抽象思维抽象思维数学推导数学推导科学实验科学实验伽利略的研究方法：伽利略的研究方法：伽利略的观点伽利略的观点:问题二：问题二：伽利略伽利略是怎样运用是怎
3、样运用逻辑逻辑的力量的力量来推翻亚里士多德的错误来推翻亚里士多德的错误论断的？论断的？逻辑的力量逻辑的力量v1=8单位单位v2=4单单位位v1284v128矛盾！矛盾！伽利略认为：伽利略认为：重物与轻重物与轻物应该下落得物应该下落得同样快。同样快。金球、铅球和木球金球、铅球和木球 金球下落金球下落 铅球和木球上浮铅球和木球上浮 水银水银 水水金球、铅球下落金球、铅球下落 木球上浮木球上浮空气空气金球、铅球、木球下落金球、铅球、木球下落 真空？真空？所有物体都下落同样快所有物体都下落同样快世界著名的比萨斜塔实验证明物体下落快慢与重力无关比萨斜塔传说伽利略的探究过程：伽利略的探究过程：4步步1.提
4、出问题（假设）提出问题（假设）猜想与假设猜想与假设伽利略相信：伽利略相信：1、自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。、自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。2、落体运动一定是一种最简单的变速运动。、落体运动一定是一种最简单的变速运动。3、它的速度应该是均匀变化的。、它的速度应该是均匀变化的。2、vx假设：假设：1、vt物理学史与方法ECNU马学鸣13为什么作这样的选择呢？他解释说：为什么作这样的选择呢？他解释说：“在自然加速运动的研究中，自然界就象在所在自然加速运动的研究中，自然界就象在所有各种不同的过程中一样亲手指引我们，按照有各种不同的过程中一样亲手指引我们，按照她自己的习俗，运用最一
5、般、最简单和最容易她自己的习俗，运用最一般、最简单和最容易的手段的手段 所以当我观察所以当我观察原先处于静止状态的原先处于静止状态的一块石头从高处下落，并不断获得新的速率增一块石头从高处下落，并不断获得新的速率增量量时，为什么我不应该相信这样的时，为什么我不应该相信这样的增加是以极增加是以极其简单其简单的对任何人都很明显的方式进行的呢？的对任何人都很明显的方式进行的呢？”物理学史与方法ECNU马学鸣14这一信念促使伽利略按匀加速运动的规律这一信念促使伽利略按匀加速运动的规律来处理落体运动。来处理落体运动。物理学史与方法ECNU马学鸣15于是伽利略转而假设物体的速度与时间于是伽利略转而假设物体的
6、速度与时间成正比，即成正比，即vtvt。这假设是否正确，当。这假设是否正确，当然也要进行检验。然也要进行检验。2.逻辑推理逻辑推理若初速若初速v0=0，vt测量速度的难题st2简单的长度测量问题3.实验验证（伽利略斜面实验模拟）实验验证（伽利略斜面实验模拟）斜面斜面对时间对时间t的测量的测量“冲淡重力冲淡重力”计时工具：水钟小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。小球沿斜面的运动是匀加速直线运动。斜面倾斜角越大，小球加速度越大。斜面倾斜角越大，小球加速度越大。加速度大小和小球的质量和成分无关。加速度大小和小球的质量和成分无关。“冲淡重力冲淡重力”实验结论实验结论4.合理外推合理外推 如果斜面倾角增大
7、到如果斜面倾角增大到900，小球仍然保持，小球仍然保持匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时匀加速直线运动的性质，且所有物体下落时的加速度都是一样的！的加速度都是一样的！修正和推广修正和推广 如果完全排除空气阻力，那么，如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。所有物体下落都将一样快。在科学研究中，懂得忽略什么，有在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。时与懂得重视什么同等重要。伽利略伽利略 钱毛管实验钱毛管实验a.把硬币和羽毛放在一个玻把硬币和羽毛放在一个玻璃管的底部，将其倒竖起来，璃管的底部，将其倒竖起来，我们会看到什么？我们会看到什么？b.若抽去管里的空气，然后
8、若抽去管里的空气，然后在把它倒竖起来，我们又将在把它倒竖起来，我们又将看到什么看到什么?如果物体只受如果物体只受重力重力作用作用(空气阻力空气阻力可忽略不计时可忽略不计时)，在同一高度静止释放，在同一高度静止释放不同物体不同物体,它们下落的快慢相同，而与它们下落的快慢相同，而与物体轻重无关物体轻重无关 阿波罗登月实验阿波罗登月实验 1971年，年，“阿波罗阿波罗15号号”飞船登上无大气的月球后，飞船登上无大气的月球后，宇航员宇航员斯科特斯科特做了使一根羽毛和一柄重锤从同一高度同时做了使一根羽毛和一柄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，同释放的实验，无数观众从荧屏上
9、看到，它们并排下落，同时落到月球表面。时落到月球表面。落体落体运动运动?v tx t2小球在斜面小球在斜面上运动实验上运动实验 外推至外推至落体运动落体运动对现象的对现象的一般观察一般观察提出假设提出假设逻辑逻辑(数学数学)得出推论得出推论对推论对推论进行检验进行检验对假说修对假说修正和推广正和推广伽利略的科学方法伽利略的科学方法伽利略科学思想方法的核心：伽利略科学思想方法的核心：把实验和逻辑推理（包括数学推演）把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来。和谐地结合起来。伽利略科学思想的成就伽利略科学思想的成就 伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法
10、，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。志着物理学的真正开端。爱因斯坦爱因斯坦真正的物理学开始了真正的物理学开始了一一.自由落体运动：自由落体运动：1.定义：定义：只受重力只受重力作用的物体由作用的物体由静止开始静止开始下落的下落的运动运动 1）二个要点：）二个要点：只受重力作用（只受重力作用（FG）从静止开始（从静止开始（v00）2）理想化过程模型）理想化过程模型 当空气阻力当空气阻力fg赤道重力加速度的细微变化g低g高三、自由落体运动的规律：三、自由落体运动的规律：初速为零的匀加速运动初速为零的匀加速运动 自由落体运动自由落体
11、运动位移：位移：S=at2/2h gt2/2速度：速度：vt=atvt=gt推论：推论：vt2=2asvt2=2gh22/ttts22/ttth平均速度：平均速度：自由落体运动规律公式例例1 1、从离地从离地500m500m的空中自由落下一个小球，取的空中自由落下一个小球，取g=10m/sg=10m/s2 2求：求：（1 1）经过多少时间落到地面；）经过多少时间落到地面；（2 2）从开始落下时刻起，在第）从开始落下时刻起，在第1s1s内的位移、最后内的位移、最后1s1s内的位移内的位移；（3 3）落下一半时间的位移。）落下一半时间的位移。（1 1）由公式：）由公式：h=gth=gt2 2，得落
12、地时间：，得落地时间：（2 2）第）第1s1s内的位移：内的位移：h h1 1=gt=gt1 12 2=10101 12 2=5m=5m 因为前因为前9s9s内的位移为：内的位移为：h h2 2=gt=gt2 22 2=10109 92 2=405m=405m解：解：所以最后所以最后1s1s内的位移为：内的位移为：h h1010=h-h=h-h9 9=500m-405m=95m=500m-405m=95m（3 3）落下一半时间即）落下一半时间即t=5st=5s，其位移为：，其位移为：h h5 5=10105 52 2=125m=125m四、自由落体运动的应用212121212121例例2 2、
13、从某一高塔自由落下一石子，落地前从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的最后一秒下落的高度为塔高的7/167/16，求塔高，求塔高。解法一：解法一：画出石子的运动草图。设石下落的总时间为画出石子的运动草图。设石下落的总时间为t t，塔，塔高为高为H H，则下落距离为塔高的，则下落距离为塔高的9/169/16时经过时间（时经过时间（t-1t-1），根据），根据自由落体运动的位移公式：自由落体运动的位移公式：解、两式得：解、两式得：t=4s H=80mH=gt2解法二：解法二：如何测反如何测反应时间应时间 用一长米尺，记录下落位用一长米尺，记录下落位移，根据自由落体运动规律和移，
14、根据自由落体运动规律和已知的已知的g g值来计算反应时间值来计算反应时间t tHgt2/2 测高度测高度 C将甲乙两物体从同一高度由静止释放，将甲乙两物体从同一高度由静止释放，已知甲物重是乙的已知甲物重是乙的3倍，空气阻力忽略倍，空气阻力忽略不计，则：不计，则：A、甲一定先落地、甲一定先落地B、乙一定先落地、乙一定先落地C、甲乙同时落地、甲乙同时落地D、乙可能先落地、乙可能先落地为了测量山洞到地面的深度，让一个小石为了测量山洞到地面的深度，让一个小石块从洞口落下，经过块从洞口落下，经过s后听到石块落到底后听到石块落到底的声音。求山洞到地面的深度（不考虑声的声音。求山洞到地面的深度（不考虑声音传
15、播所用的时间）音传播所用的时间）例题1：一小球从楼房上空距地面H=45m高处自由下落，小球经楼顶到地面经历时间为t=1s，则:(g=10m/s2）(1)楼高h为多少？(2)落地速度多少？答案：答案：(1)h=25m (2)vt=30m/s 答案：答案：H=31.25m t=2.5s2516反应尺反应尺例：例：小峰在抓直尺的游戏中，他捏住的小峰在抓直尺的游戏中，他捏住的位置是位置是20cm20cm处，他的反应时间大约处，他的反应时间大约是多少？是多少？35m35m1s1sA AB BC CH=?H=?t=?t=?0.2s0.2sA AB BC C2m2mh=?h=?A AB BC Cgtgt2
16、2/2/2t tg(tg(t1)1)2 2/2/2一个小球从塔顶自由下落，最后一个小球从塔顶自由下落，最后1s1s内落下的内落下的距离是塔高的距离是塔高的9/259/25，求塔高，求塔高?g=10m/s?g=10m/s2 2t-1t-12229111(1)25222gtgtg t 练习练习1、小球从某建筑物顶部自由、小球从某建筑物顶部自由下落，落地时的速度为下落，落地时的速度为50m/s。求：。求：（1）建筑物的高度）建筑物的高度 （2）小球下落的时间）小球下落的时间 （3）小球下落最后）小球下落最后1s内通过内通过的距离。的距离。（g取取10m/s2）练习练习2：一物体从高楼顶端自：一物体从
17、高楼顶端自由下落，已知在落地前的最后由下落，已知在落地前的最后1s内下落的高度是楼高的内下落的高度是楼高的5/9，求楼的高度。（求楼的高度。（g取取10m/s2）3P23-171.1.以下对自由落体运动的说法中正确的是以下对自由落体运动的说法中正确的是()()A.A.物体开始下落时物体开始下落时,速度为零速度为零,加速度也为零加速度也为零;B.B.物体下落过程中速度增加物体下落过程中速度增加,加速度保持不变加速度保持不变;C.C.物体下落过程中物体下落过程中,速度和加速度同时增大速度和加速度同时增大;D.D.物体下落过程中物体下落过程中,速度的变化率是个恒量速度的变化率是个恒量.B D 问题与
18、练习问题与练习2、关于自由落体运动的加速度、关于自由落体运动的加速度g，下列说法，下列说法正确的是（正确的是（）A、重的物体、重的物体g值大值大B、同一地点，轻、重物体的、同一地点，轻、重物体的g值一样大值一样大C、g值在地球上任何地方都一样大值在地球上任何地方都一样大D、g值在赤道处大于北极处值在赤道处大于北极处B3、甲、乙两物体在同一地点分别从、甲、乙两物体在同一地点分别从4h和和h高高处开始做自由落体运动，若甲的质量是乙的处开始做自由落体运动，若甲的质量是乙的4倍，则下列说法中正确的是（倍，则下列说法中正确的是（）（A）甲乙两物体落地时速度相等）甲乙两物体落地时速度相等（B）落地时甲的速
19、度是乙的两倍）落地时甲的速度是乙的两倍（C）甲乙两物体同时落地）甲乙两物体同时落地（D）甲在空中运动的时间是乙的两倍）甲在空中运动的时间是乙的两倍BD一一 自由落体运动自由落体运动 概念概念:物体在只有重力作用下由静止开始的运动物体在只有重力作用下由静止开始的运动 性质性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速运动自由落体运动是初速度为零的匀加速运动二二 自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度在同一地点在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度相同一切物体在自由落体运动中的加速度相同 重力加速度的大小和方向重力加速度的大小和方向 方向方向:竖直向下竖直向下大小大小:g=9.8m/s:g=9.8m/s2 重力加速度的大小随纬度的升高而增大重力加速度的大小随纬度的升高而增大 三三 自由落体运动的规律自由落体运动的规律四四 自由落体运动的应用自由落体运动的应用gtVt221gth ghVt22 学完了这一课，你觉得有什么想法和收获？讨论:
