很早就有人研究过自由落体运动的性质,比较典型的有古希腊的哲学家亚里士多德和意大利物理学家伽利略.
亚里士多德的研究方法:观察与思考物体下落的快慢由重力大小决定.
伽利略的研究方法:巧妙的推理提出假说数学推理实验结论合理外推
利用课本后的阅读材料《伽利略对自由落体运动的研究》自制课件,再现伽利略的推理研究过程,得出自由落体运动是一种匀变速直线运动.
伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的科学方法:抽象思维、数学推导和科学实验相结合.爱因斯坦在《物理学的进化》中这样评论:"伽利略的发现以及所应用的科学的推理方法是人类思想上最伟大的成就之一,而且标志着物理学真正的开端."
(实验直接验证)
利用闪光照片或重物自由下落时打点计时器打下的纸带,测出有关的数据,结合课本中习题(或学生实验)中的结论Δs=sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ=...=aT2,定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动.
二、落体运动的性质
一种初速度等于零的匀加速直线运动
(探索自由落体运动快、慢的本质)
前面我们多次提到物体下落的"快""慢",这可以是指物体在一定时间内下落距离的大小(或下落一定距离的时间长短),也可以指物体下落的速度大小.那么,对一种变速运动说,最能反映它的运动本质特点的物理量是什么呢?
引导得出是加速度,因此,我们的问题可以归结为:①仅受重力作用的不同物体是否具有相同的加速度?②自由落体的加速度是多少?
由公式s=at2/2,根据不同物体下落相同距离的时间相同,得出自由落体运动的物体都具有相同的加速度.
三、自由落体加速度
(1)在同一地点,不同物体做自由落体运动时的加速度相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示.
(2)不同的地理位置,重力加速度的大小不同,通常情况下g取9.8 m/s2,粗略计算时g取10 m/s2.(初中学过的常数g=9.8 N/kg,实质上是这里的重力加速度)
(3)重力加速度是矢量,它的方向总是竖直向下的,与重力方向相同.
(归纳自由落体运动的规律)
由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本规律及其推论都适用于自由落体运动,只要把v0取零,并且用g代替加速度a就行了.
课堂小结
1.本节主要学习了自由落体的定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.
2.自由落体运动的性质及规律是本节课的重点内容,自由落体运动是初速度等于零的匀加速直线运动.
布置作业
1.课本P57(1)(2)(3)(4).
2.阅读自由落体运动规律探索的回眸,进一步体会伽利略的科学研究方法.
3.阅读课本上的信息窗.
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