第一節(jié)探究自由落體運(yùn)動(dòng) 1.如圖212是一輛汽車做直線運(yùn)動(dòng)的st圖象，對(duì)相應(yīng)的線段所表示的運(yùn)動(dòng)，下列哪些說法是不正確的()AAB段表示靜止BBC段發(fā)生的位移大于CD段發(fā)生的位移CCD段運(yùn)動(dòng)方向和BC段運(yùn)動(dòng)方向相反DCD段運(yùn)動(dòng)速度大于BC段運(yùn)動(dòng)速度【答案】B精 彩 回 眸圖212 2(雙選)如圖213所示為三個(gè)物體甲、乙、丙相對(duì)同一原點(diǎn)的位移圖象，在時(shí)間t1內(nèi)，下面說法中正確的是()A甲的平均速度最大B甲的平均速率最大C乙的平均速度最小D三者平均速度相同【答案】BD【解釋】三個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)，t 1時(shí)間內(nèi)位移相同，甲路程最大圖213 3圖214為一物體做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象，則在0t1和t1t2時(shí)間內(nèi)()A速度方向相同，加速度方向相同B速度方向相同，加速度方向相反C速度方向相反，加速度方向相同D速度方向相反，加速度方向相反【答案】B圖214 【解釋】由于0t1和t1t2時(shí)間內(nèi)的速度都在t軸上方，即都為正值，表明與規(guī)定的正方向相同，即速度方向相同，由圖象可知，加速度等于直線的斜率，所以a1為正，a2為負(fù)即a1與a2方向相反，故B正確，A、C、D均錯(cuò) 一、落體運(yùn)動(dòng)的思考1亞里士多德的觀點(diǎn)：重的物體下落的比輕的物體_2實(shí)驗(yàn)探究：(1)較重的物體下落得比較快，是由于空氣對(duì)不同物體的_不同(2)在不受空氣阻力的情況下，物體下落過程中的運(yùn)動(dòng)情況與物體所受的重力無關(guān)知 識(shí) 梳 理快 阻力 二、記錄自由落體運(yùn)動(dòng)軌跡1自由落體運(yùn)動(dòng)：物體僅在_的作用下，從_開始下落的運(yùn)動(dòng)2利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物下落過程3分析紙帶上記錄的信息，我們可以找到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律重力靜止 思考：將小鋼球和一張紙片從同一高度、同時(shí)由靜止釋放，二者誰先落地？若將紙片團(tuán)成一個(gè)小紙團(tuán)，誰先落地？【答案】小鋼球和紙片從同一高度、同時(shí)由靜止釋放，小鋼球先落地若將紙片團(tuán)成小紙團(tuán)，二者同時(shí)落地紙片下落時(shí)，所受空氣阻力較大，將紙片團(tuán)成小紙團(tuán)后，所受空氣阻力較小，與自身重力相比可以忽略不計(jì)說明忽略空氣阻力時(shí)，只在重力作用下，不同物體由靜止下落的運(yùn)動(dòng)是相同的. 1古希臘的學(xué)者們認(rèn)為，物體下落快慢是由它們的重量決定的，物體越重，下落得越快生活在公元前四世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家亞里士多德最早闡述了這種觀點(diǎn)，他認(rèn)為：物體下落得快慢與它們的重量成正比亞里士多德的論斷影響深遠(yuǎn)，在其后兩千多年的時(shí)間里，人們一直信奉他的學(xué)說但是，這種從表面上的觀察得出的結(jié)論實(shí)際上是錯(cuò)誤的對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的兩種觀點(diǎn) 2伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究(1)邏輯推理亞里士多德憑經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，重的物體比輕的物體下落快根據(jù)亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的下落速度大假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把兩塊石頭捆在一起時(shí)，大石頭會(huì)被小石頭拖著而減慢，結(jié)果整個(gè)系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8；但兩塊石頭捆在一起，總的重力比大石頭還要重，因此整個(gè)系統(tǒng)下落的速度要比8還大這樣，就從“重物比輕物落得快”的前提中推斷出了互相矛盾的結(jié)論，這使亞里士多德的理論陷入了困境，伽利略進(jìn)一步猜想速度的變化是均勻的 (2)猜想假說伽利略認(rèn)為，自由落體是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)他設(shè)想，最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對(duì)時(shí)間來說是均勻的，即經(jīng)過相等的時(shí)間，速度的變化相等；另一種是速度的變化對(duì)位移來說是均勻的，即經(jīng)過相等的位移，速度的變化相等伽利略假設(shè)的第一種方式最簡(jiǎn)單，并把這種運(yùn)動(dòng)叫做勻變速運(yùn)動(dòng) (3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)斜面實(shí)驗(yàn)，如圖215所示，因?yàn)槲矬w實(shí)際下落太快，伽利略想辦法把物體運(yùn)動(dòng)的速度放慢，即先研究小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)探究一個(gè)光滑黃銅小球沿傾斜直槽滑下時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況圖215 【例1】 伽利略關(guān)于重物與輕物下落同樣快的論斷的根據(jù)是()A他在比薩斜塔上同高度同時(shí)放下一個(gè)鐵球和一個(gè)木球，發(fā)現(xiàn)它們同時(shí)落地B通過邏輯推理：如果大石頭比小石頭下落得快，將得出相互矛盾的結(jié)論C將重量不同的小銅球沿不同斜面同時(shí)滾下，發(fā)現(xiàn)從同高度滾到地面的時(shí)間相同D通過銅球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行合理外推，直至斜面的傾角增大到與地面垂直 解析：伽利略科學(xué)思想方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理包括數(shù)學(xué)推導(dǎo)和諧結(jié)合起來，從而推翻了兩千多年人們一直信奉的亞里士多德關(guān)于物體下落快慢是由它們的重量決定的，物體越重下落得越快的錯(cuò)誤觀點(diǎn)論斷的根據(jù)是以上選項(xiàng)中的B、D.答案：BD題后反思：物理學(xué)的研究和發(fā)展依賴于方法，合理的方法是通向真理的階梯科學(xué)方法一般包括以下幾點(diǎn)：觀察現(xiàn)象、提出猜想、邏輯推理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、修正猜想、推廣運(yùn)用 1971年7月26日發(fā)射的“阿波羅”15號(hào)飛船首次把一輛月球車送上月球，美國宇航員斯科特駕駛月球車行駛28千米，并做了一個(gè)落體實(shí)驗(yàn)；在月球上的同一高度同時(shí)釋放羽毛和鐵錘，出現(xiàn)的現(xiàn)象是(月球上是真空)()A羽毛先落地，鐵錘后落地B鐵錘先落地，羽毛后落地C鐵錘和羽毛不同時(shí)落地D鐵錘和羽毛同時(shí)落地 【答案】D【解釋】月球表面是真空的，由伽利略推導(dǎo)的結(jié)論可知鐵錘和羽毛同時(shí)落地，故選項(xiàng)D正確 1自由落體運(yùn)動(dòng)：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫自由落體運(yùn)動(dòng)2自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)初速度：v00；(2)受力特點(diǎn)：只受重力作用，沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì)3自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí) 【例2】 隕石自空氣中下落與大氣摩擦并燒毀，桌面上的橡皮不慎掉落隕石和橡皮的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？解析：隕石以極高的速度進(jìn)入大氣，受的空氣阻力非常大，因隕石的初速度不為零，并且受到巨大的空氣阻力作用，不是僅受重力的作用，因此隕石的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)橡皮從桌面上下落的初速度為零，在掉到地面的過程中速度不是很大，阻力很小，可以忽略，因此僅受重力的作用，所以橡皮的運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為是自由落體運(yùn)動(dòng) 答案：隕石的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)，橡皮的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)題后反思：自由落體運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)基本特征：(1)初速度為零；(2)僅受重力作用 下列有關(guān)說法中正確的是()A物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)B只要空氣阻力小就可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)C物體只受重力作用下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)D當(dāng)空氣阻力足夠小可忽略不計(jì)的情況下，物體由靜止開始下落可看作自由落體運(yùn)動(dòng)【答案】D 【解釋】自由落體是向下的，但向下運(yùn)動(dòng)的物體可能還受到除重力外的其他力，所以A錯(cuò)，空氣阻力的大小，必須是相對(duì)物體本身重力的，所以B錯(cuò)自由落體運(yùn)動(dòng)的條件有兩個(gè)，除了只受重力外還有從靜止開始所以C錯(cuò)根據(jù)定義知D項(xiàng)敘述是正確的 【例3】 伽利略通過小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證，進(jìn)而研究落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，是分兩個(gè)步驟進(jìn)行驗(yàn)證的，為什么要分兩個(gè)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？綜 合拓 展提 高 解析：此實(shí)驗(yàn)是按如下順序的兩個(gè)步驟進(jìn)行的：(1)用不同質(zhì)量的小球，從不同高度開始滾動(dòng)，只要斜面的傾角一定，小球的加速度就是相同的；(2)增大斜面的傾角，小球的加速度隨斜面傾角的增大而增大(1)步驟驗(yàn)證了只要斜面傾角一定，質(zhì)量不同的球的加速度都相等，它成為(2)步驟中逐步推廣到傾角為90時(shí)，質(zhì)量不同的物體加速度仍相等的必然結(jié)論，步驟(2)是逐步地把斜面上的問題向傾角為90自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行外推，綜合兩個(gè)步驟的結(jié)論可知：所有小球自由落體時(shí)的加速度都是一樣的答案：見解析