第3节 匀变速直线运动实例——自由落体运动
[学习目标] 1.[物理观念]理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动． 2.[物理观念]知道自由落体运动的产生条件、特点． 3.[物理观念]知道什么是自由落体运动的加速度，知道它的方向． 4.[科学思维]熟练运用自由落体运动规律解决简单问题．
一、自由落体运动的特点
1．实验探究——牛顿管实验
(1)当玻璃管内有空气时，纸片比硬币下落慢得多．
(2)抽去玻璃管内部分空气，纸片比硬币下落得还是慢，但落地时间相差变小．
(3)继续抽取玻璃管内的空气，使其接近真空，纸片与硬币下落的快慢几乎一样．
2．自由落体运动
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定义
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物体只在重力作用下从静止开始下落的运动
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条件
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(1)初速度为零；(2)只受重力作用
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性质
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自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
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二、自由落体运动的加速度
1．自由落体加速度
(1)定义：物体自由下落时的加速度来自地球和物体之间的万有引力，也称为重力加速度，用字母g表示．
(2)大小
①在地球上同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同．
②随着纬度升高，重力加速度增大，而同一地区高度越大，重力加速度越小，但变化都不大．
③一般的计算中，通常g取9.8_m/s2，在估算时，g还可以取10_m/s2.
(3)方向：地球上重力加速度的方向总是竖直向下．
2．自由落体运动的公式
(1)自由落体的特点：v0＝0，a＝g.
(2)速度公式：vt＝gt.
(3)位移公式：h＝gt2.
(4)速度位移关系式：v＝2gh.
三、自由落体运动规律探索的回眸
1．伽利略的贡献
(1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体下落得快、轻物体下落得慢的论断．
(2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动——匀变速直线运动”的假说．
(3)在当时的实验条件下测量短时间是有困难的，伽利略采用了间接验证的方法：运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动应有s∝t2.
2．斜面实验
3．伽利略研究自然规律的科学方法——数学推理和实验研究相结合．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)从静止开始下落的运动都可看成自由落体运动． (×)
(2)钢球在空中由静止开始自由下落可看成自由落体运动． (√)
(3)质量大的物体下落时一定能看成自由落体运动． (×)
(4)物体只在重力作用下的下落运动就是自由落体运动． (×)
(5)自由落体运动是匀加速直线运动． (√)
(6)在同一地点，质量不同的物体，重力加速度不相同． (×)
2．关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )
A．不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B．物体做自由落体运动时不受任何外力作用
C．被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动
D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D [自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力．不考虑空气阻力的运动不一定是自由落体运动，A、B错误；被运动员推出去的铅球具有水平初速度，不满足自由落体运动的条件，C错误；自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，D正确．]
