高中物理：第二章 5~6 自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究

（原创实用版5篇）编制人员:_______________审核人员:_______________审批人员:_______________编制单位:_______________编制时间:____年___月___日序言下面是本店铺为大家精心编写的5篇《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》，供大家借鉴与参考。

下载后，可根据实际需要进行调整和使用，希望能够帮助到大家，谢射!（5篇）《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇1伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下：1. 提出问题：在斜面上，小球沿斜面滚下过程中速度与时间有怎样的关系？2. 猜想与假设：小球开始的速度越大，到达底端所用的时间越短。

3. 实验收集数据：伽利略通过实验来收集数据，来验证他的猜想和假设是否正确。

4. 分析和论证：伽利略通过数学方法推导得出结论，即自由落体运动的速度与时间成正比。

5. 实验验证：在伽利略之后，人们进行了多次实验，验证了他的结论的正确性。

《伽利略对自由落体运动的研究过程与方法》篇2伽利略对自由落体运动的研究过程与方法如下：1. 提出问题：在教堂的钟摆的启示下，伽利略提出了自由落体运动的概念。

他观察到，当钟摆从高处开始下落时，它在相同的时间内走过不同的距离。

2. 猜想与假设：伽利略的猜想是，物体下落的快慢与物体的质量无关。

他假设物体做自由落体运动，其运动的速度与时间成正比。

3. 设计和实验：为了测量物体下落的速度和时间，伽利略设计了一个实验。

他测量了小球从相同高度下落的距离，并测量了小球下落的时间。

通过这些数据，他发现小球的运动速度与时间的平方成正比。

4. 结论和解释：伽利略得出结论，自由落体是一种匀加速运动，其速度每秒增加约32米。

这个结论与他的假设相符。

5. 推广和应用：伽利略将这个结论应用于其他类似的运动，如斜面运动和抛体运动。

这个过程体现了伽利略的科学方法论，包括提出假设、实验验证、逻辑推理、科学推理和科学应用。

学案6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究[目标定位］ 1.知道物体做自由落体运动的条件,知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.2.会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度.3。

知道自由落体运动加速度的大小、方向,并能理解影响重力加速度的因素。

4.运用自由落体运动的规律和特点解决有关问题．一、自由落体运动［问题设计］1．在空气中，将一张纸片和一石块从同一高度同时释放，哪个下落得快？若把这张纸片团紧成一团，再与石块从同一高度释放，情况会怎样？2．牛顿管实验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片……玻璃管中抽成了真空，将物体聚于一端,再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落．看到什么现象?说明什么问题？[要点提炼］1．定义：自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．2．物体做自由落体运动的条件：（1)只受重力;(2)初速度v0＝0。

在实际中,物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动,只有当空气阻力远小于重力时,物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动．3．自由落体运动的实质:自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例．二、自由落体加速度[问题设计］利用如图1甲所示的实验装置测定重力加速度．用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态,并使重物停在靠近打点计时器处．先接通电源,再松开纸带让重物自由下落,打点计时器在纸带上打下一系列的点．图1如何根据打上点的纸带(如图乙)求出重物的重力加速度？[要点提炼]1．自由落体加速度（1)重力加速度又叫自由落体加速度，通常用g来表示。

（2）重力加速度的方向：总是竖直向下的（3）重力加速度的大小：在同一地点，一切物体的重力加速度都相同．在不同地理位置处的重力加速度一般不同，赤道上物体的重力加速度最小；南（北)极处重力加速度最大；物体所处地理位置的纬度越大，重力加速度越大．一般的计算中，可以取g＝9。

8 m/s2或g＝10 m/s2.2．测量自由落体加速度的方法（1)利用打点计时器(2）利用频闪照相频闪照相可以每隔相等的时间拍摄一次．利用频闪照相可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置（如图2为一小球做自由落体运动的频闪照片）．根据匀变速直线运动的推论Δh＝gT2可求自由落体加速度．图2三、自由落体运动的规律［问题设计]1．试写出物体自开始下落经过时间t时的速度v和下落高度h的表达式．2．匀变速直线运动的推论对于自由落体运动是否适用？［要点提炼]1．自由落体运动的基本规律（1）速度公式：v＝gt。

5 自由落体运动6 伽利略对自由落体运动的研究[先填空]1．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)运动性质初速度为0的匀加速直线运动．2．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．这个加速度叫自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g表示．(2)方向竖直向下．(3)大小在地球上不同的地点，g的大小一般是不同的．一般的计算中，可以取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2.[再判断]1．物体仅在重力作用下的运动就是自由落体运动．(×)2．物体由静止释放，当空气阻力很小，可忽略不计时可以看做自由落体运动．(√)3．月球上的重力加速度也是9.8 m/s2.(×)4．在地球上不同地方的重力加速度大小略有不同．(√)[后思考]1．枯萎的叶子，由树枝上自由下落的运动是不是自由落体运动？【提示】不是，树叶在下落时虽然初速度为零，但由于它受到的空气阻力不能忽略，故不是做自由落体运动．2．自由落体加速度的方向能说成垂直地面向下吗？【提示】不能，由于地面不一定水平，垂直地面向下不一定是竖直向下．[合作探讨]探讨1：在空气中，将一张纸片和一石块从同一高度同时释放，哪个下落得快？若把这张纸片团紧成一团，再与石块从同一高度释放，情况会怎样？【提示】石块下落得快；纸团和石块几乎同时着地．探讨2：牛顿管实验：玻璃管中有羽毛、小软木片、小铁片等，玻璃管中抽成了真空，将物体聚于一端，再将玻璃管倒立，让所有物体同时下落．看到什么现象？说明什么问题？【提示】物体下落快慢相同．在没有空气阻力影响的情况下，所有物体下落快慢是相同的，与质量无关．[核心点击]1．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做自由落体运动．如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动．2．自由落体加速度(1)产生原因：由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的，因此也称为重力加速度．(2)大小：与所处地球上的位置及距地面的高度有关．①在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小．②在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变．通常情况下取g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2.1．关于自由落体运动，下列说法错误的是()A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动C．只在重力作用下从静止开始下落的运动就是自由落体运动D．自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生，在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体从静止开始下落也可以看做是自由落体运动【解析】物体只在重力作用下，并且从静止开始下落的运动才是自由落体运动．实际下落中，空气阻力很小，可以忽略不计时，才可以看做是自由落体运动，C、D正确，A错误；自由落体运动的性质是初速度为零的匀加速直线运动，B正确．【答案】 A2．“自由落体”演示实验装置如图2-5-1所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中，下列说法正确的是()【导学号：57632039】图2-5-1A．时间相同，加速度相同B．时间相同，加速度不同C．时间不同，加速度相同D．时间不同，加速度不同【解析】轻重不同的物体在真空管中，不受阻力，做自由落体运动．所以加速度相同，都为g.高度相同，运动时间相同．故A正确，B、C、D错误．【答案】 A3．(多选)一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落，总是铁钉先落地，这是因为()A．铁钉比棉花团重B．棉花团受到的空气阻力不能忽略C．棉花团的加速度比重力加速度小D．铁钉的重力加速度比棉花团的重力加速度大【解析】铁钉受到的空气阻力与其重力相比较小，可以忽略，而棉花受到的空气阻力与其重力相比较大，不能忽略，所以铁钉的下落加速度较大，而它们的重力加速度是相同的，故只有B、C正确．【答案】BC[合作探讨]探讨1：匀变速直线运动的基本规律对于自由落体运动是否适用？【提示】适用，自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，匀变速直线运动的基本规律都能适用．探讨2：月球表面没有空气，在月球表面附近自由下落的物体的运动规律是否与地球上的自由落体运动规律相似？【提示】相似．在月球表面附近自由下落的物体也是自由落体运动，它的运动规律与地球上的自由落体运动规律完全相同，但两者的重力加速度不同．[核心点击]1．几个重要公式自由落体运动是匀变速直线运动的特例，因此匀变速直线运动规律也适用于自由落体运动．只要将匀变速直线运动公式中的v 0换成0，a 换成g ，x 换成h ，匀变速直线运动公式就变为自由落体运动公式．⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧(1)v ＝v 0＋at(2)x ＝v 0t ＋12at2(3)v 2－v 2＝2ax (4)v ＝v t 2＝v 0＋v 2(5)x n－x n －1＝at2――→v 0＝0a →g x →h⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧(1)v ＝gt(2)h ＝12gt2(3)v 2＝2gh (4)v ＝v t 2＝v 2(5)h n－h n －1＝gt22．关于自由落体运动的几个比例关系式(1)第1T 末，第2T 末，第3T 末，…，第nT 末速度之比v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n ＝1∶2∶3∶…∶n ；(2)前1T 内，前2T 内，前3T 内，…，前nT 内的位移之比h 1∶h 2∶h 3∶…∶h n ＝1∶4∶9∶…∶n 2；(3)第1T 内，第2T 内，第3T 内，…，第nT 内的位移之比h Ⅰ∶h Ⅱ∶h Ⅲ∶…∶h N ＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)；(4)通过第1个h ，第2个h ，第3个h ，…第n 个h 所用时间之比： t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n ＝1∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n －n －1)．4．(多选)关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )【导学号：57632040】A ．它是v 0＝0、a ＝g 、方向竖直向下的匀加速直线运动B ．在开始连续的三个1 s 内通过的位移之比是1∶3∶5C ．在开始连续的三个1 s 末的速度大小之比是1∶2∶3D ．从开始运动下落4.9 m 、9.8 m 、14.7 m 所经历的时间之比为1∶2∶3 【解析】 由自由落体运动的性质和规律可知A 、B 、C 正确，D 错误． 【答案】 ABC5．物体自楼顶处自由下落(不计阻力)，落到地面的速度为v .在此过程中，物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为( )【导学号：57632041】A.2v gB.v 2gC.2v 2gD ．(2－2)v 2g【解析】 设楼顶到地面的高度为h ，物体从楼顶落到楼高一半处的速度为v ′，则有：2gh ＝v 2,2g h 2＝v ′2，解得：v ′＝22v ，得：t ＝v ′g ＝2v 2g .故选C. 【答案】 C6．从离地面500 m 的空中自由落下一个小球，g 取10 m/s 2，求小球：【导学号：57632042】(1)经过多长时间落到地面；(2)自开始下落计时，在第1 s 内的位移和最后1 s 内的位移为多少； (3)下落时间为总时间的一半时的位移． 【解析】 (1)由h ＝12gt 2，得落地时间 t ＝2h g ＝2×50010 s ＝10 s.(2)第1 s 内的位移h 1＝12gt 21＝12×10×12 m ＝5 m 因为从开始运动起前9 s 内的位移为 h 9＝12gt 29＝12×10×92 m ＝405 m 所以最后1 s 内的位移为h ′1＝h －h 9＝500 m －405 m ＝95 m.(3)下落一半时间即t ′＝5 s ，其位移为h 5＝12gt ′2＝12×10×25 m ＝125 m. 【答案】 (1)10 s (2)5 m 95 m (3)125 m[合作探讨]利用打点计时器测量重力加速度时，选用密度较大的重锤，这样做的目的是什么？【提示】 重锤重而体积小，下落时所受空气阻力可以忽略，它的运动可以近似看做自由落体运动．[核心点击] 1．打点计时器法(1)按如图2-5-2所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹．图2-5-2(2)对纸带上计数点间的距离h 进行测量，利用h n －h n －1＝gT 2求出重力加速度的大小．2．频闪照相法(1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置．图2-5-3(2)根据匀变速运动的推论Δh ＝gT 2可求出重力加速度g ＝ΔhT 2.也可以根据v t 2＝v ＝xt ，求出物体在某两个时刻的速度，由g ＝v －v 0t ，可求出重力加速度g .3．滴水法图2-5-4如图2-5-4所示，让水滴自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴地滴下，并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间，第二滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去．用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h，再测出每滴水下落的时间T，其方法是：当听到某一滴水滴落在盘上的同时，开启秒表开始计时，之后每落下一滴水依次数1、2、3……，当数到n时按下秒表停止计时，读出秒表时间t，则每一滴水滴下落的时间为T＝tn，由h＝12gT2得g＝2hT 2＝2n2ht 2.由于h＝12gT2，则h∝T 2，因此先画出h-T 2图象，利用图线的斜率来求重力加速度更准确．7．如图所示是用照相机对一小球做自由落体运动频闪拍摄的照片，符合实际的是()A B C D【解析】因频闪拍摄的频率是固定的，因此，小球做自由落体运动，越向下运动，相邻小球之间的距离越大，故D正确．【答案】 D8．(多选)在一次利用滴水法测重力加速度的实验中：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头．从第1次听到水击盘声时开始数“1”并开始计时，数到“n”时听到水击盘声的总时间为T，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度．则()【导学号：57632043】A．每一滴水从水龙头落到盘子的时间为T nB．每一滴水从水龙头落到盘子的时间为T n－1C．重力加速度的计算式为2n2h T 2D．重力加速度的计算式为2(n－1)2hT 2【解析】从第1次听到水击盘声开始计数为“1”，当数到“n”时，共经历了n－1个水滴下落的时间，故每一滴水从水龙头落到盘子的时间为t＝Tn－1，A错误，B正确；由h＝12gt 2，可得：g＝2(n－1)2hT 2，C错误，D正确．【答案】BD9．图2-5-5中甲、乙两图都是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50 Hz.甲乙丙图2-5-5(1)甲、乙两图相比较，哪个图所示的装置更合理？(2)丙图是采用较合理的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，其中打出的第一个点标为1，后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5、…，经测量，第15至第17点间的距离为11.70 cm，第1至第16点间距离为43.88 cm，则打下第16个点时，重物下落的速度大小为m/s，测出的重力加速度值为g＝m/s2.(要求保留三位有效数字)【解析】(1)甲图释放时更稳定，既能更有效地减小摩擦力；又能保证释放时初速度的大小为零，所以甲图更合理．(2)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以v 16＝x2T ＝2.93 m/s又根据2gH ＝v 216可得g ＝9.78 m/s 2.【答案】 (1)甲图 (2)2.93 9.78±0.02利用纸带求重力加速度的三种方法1．逐差法：依据相等时间间隔内的位移差为定值，即Δx ＝gT 2，则g ＝Δx T 2. 2．平均值法：依据位移公式x ＝12gt 2，得g ＝2xt 2，并多次测量x 、t ，求多个g 值，再取平均值．3．图象法：用v n ＝x n ＋1＋x n2T ，求各打点时刻的瞬时速度，画出v -t 图象，由图象斜率求g 值．[先填空] 1．问题发现亚里士多德观点：重物下落得快，轻物下落得慢．矛盾：把重物和轻物捆在一起下落，会得出两种矛盾的结论． 伽利略观点：重物与轻物下落得一样快． 2．猜想与假说伽利略猜想落体运动应该是一种最简单的加速运动，并指出这种运动的速度应该是均匀变化的假说．3．理想斜面实验(1)如果速度随时间的变化是均匀的，初速度为零的匀变速直线运动的位移x 与运动所用的时间t 的平方成正比，即x ∝t 2.(2)让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的位移x 和所用的时间t .(3)斜面倾角一定时，判断x∝t 2是否成立．(4)改变小球的质量，判断x∝t 2是否成立．(5)将斜面倾角外推到θ＝90°时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做匀加速运动，从而得到了落体运动的规律．4．伽利略研究自然规律的科学方法：把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来．他给出了科学研究过程的基本要素：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑得出推论→通过实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广．[再判断]1．亚里士多德的观点是：重物、轻物下落得一样快．(×)2．伽利略通过实验证明了，只要斜面的倾角一定，小球自由滚下的加速度是相同的．(√)3．伽利略科学思想方法的核心是做实验．(×)[后思考]在研究自由落体运动时，伽利略进行了猜想，亚里士多德进行了猜测，两种研究方法有何不同？【提示】伽利略的科学猜想是根据所观察、发现的事实，把客观事实与原有的知识结合起来，科学猜想不能直接当做结论使用，只有经过实验验证，才能作为结论使用．10．伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是()A．对自然现象进行总结归纳的方法B．用科学实验进行探究的方法C．对自然现象进行总结归纳，并用实验进行验证的方法D．抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法【解析】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量．伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推．所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法．故选D.【答案】 D11．伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如图2-5-6所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是()观察现象→2→逻辑推理→4→修正推广→……图2-5-6A．实验检验，数学推理B．数学推理，实验检验C．提出假设，实验检验D．实验检验，合理外推【解析】这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验验证，紧接着要对实验结论进行修正推广．故A、B、D错误，C正确．【答案】 C。

[课时作业]一、单项选择题1.踢毽子是我国民间的一项体育活动，被人们誉为“生命的蝴蝶”．近年来，踢毽子成为全民健身的活动之一．毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下、羽毛在上，如图所示，对此分析正确的是( )A ．铜钱重，所以总是铜钱在下、羽毛在上B ．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下、羽毛在上的现象C ．因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下、羽毛在上D ．毽子的自由下落是自由落体运动解析：铜钱在下、羽毛在上的原因是铜钱单独下落时加速度大，而不是铜钱重，故选项A 错误；如果没有空气阻力，铜钱和羽毛单独下落的加速度相同，那么一起下落时不存在铜钱拖着羽毛的情况，故选项B 错误；因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下、羽毛在上，故选项C 正确；毽子的自由下落过程，羽毛受到了较大的空气阻力，所以不能看做自由落体运动，故选项D 错误．答案：C2．两个小球从同一地点的不同高度处做自由落体运动，结果同时到达地面，如图所示四幅图中，能正确表示它们的运动的是( )解析：两个小球从不同高度自由下落，下落过程中加速度相同，所以v-t 图象的斜率相同，因高度不同，由h ＝12gt 2，v ＝gt 知，下落时间和落地时的速度不同，所以图象的起点横坐标和终点纵坐标应不同，故选C.答案：C3．从同一高度处，先后释放两个重物，甲释放一段时间后，再释放乙．以乙为参考系，则甲的运动形式为( )A ．自由落体运动B ．匀加速直线运动，a ＜gC ．匀加速直线运动，a ＞gD ．匀速直线运动解析：解法一 由两者的相对速度判断设甲释放t 0时间后，乙才释放，以乙释放时为计时起点，甲此时已具有速度v 0＝gt 0，即v 甲＝gt 0＋gt ，v 乙＝gt .两者同向运动，Δv ＝v 甲－v 乙＝gt 0＝恒量，甲相对于乙做匀速直线运动．解法二 由两者的距离判断x 甲＝v 0t ＋12gt 2，x 乙＝12gt 2 Δx ＝x 甲－x 乙＝v 0t ＝gt 0·t ，即两者之间的距离与时间成正比，所以甲相对于乙做匀速直线运动．答案：D4．竖直悬挂一根长15 m 的杆，在杆的正下方5 m 处有一观察点A ，当杆自由下落时，杆通过A 点需要的时间是( )A ．1 sB ．2 s C. 3 s D. 2 s解析：设杆的下端到达A 点的时间为t 1，上端到达A 点的时间为t 2，则h ＝12gt 12，h ＋L ＝12gt 22.则杆通过A 点的时间为Δt ＝t 2－t 1＝2(h ＋L )g －2h g ＝2(5＋15)10 s －2×510s ＝1 s ，故选A.答案：A5．从某高处释放一粒小石子，经过1 s 从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将( )A ．保持不变B ．不断增大C ．不断减小D ．有时增大，有时减小 解析：设第1粒石子运动的时间为t ，则第2粒石子运动的时间为(t －1)，则经过时间t ，两粒石子间的距离为Δh ＝12gt 2－12g (t －1)2＝gt －12g .可见，两粒石子间的距离随t 的增大而增大，故B 正确．答案：B6．物体从某一高度自由下落，第1 s 内就通过了全程的一半，物体还要下落多长时间才会落地( )A ．1 sB ．1.5 s C. 2 s D ．(2－1) s解析：初速度为零的匀变速直线运动，经过连续相同的位移所用时间之比为1∶(2－1)∶(3－2)….所以，物体下落后半程的时间为(2－1) s ，故选D.答案：D二、多项选择题7．做自由落体运动的物体，每秒的速度增量总是( )A ．大小相等B ．大小不等C ．方向不同D ．方向相同解析：自由落体运动是匀变速直线运动，加速度为重力加速度g .由Δv ＝g ·Δt 知每秒内速度的增量相等，故选A 、D.答案：AD8．关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A ．自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B ．竖直方向，只要满足1T 内、2T 内、3T 内……位移之比x 1∶x 2∶x 3…＝1∶4∶9…的运动就是自由落体运动C ．自由落体运动在开始连续的三个2 s 内的路程之比为1∶3∶5D ．自由落体运动在开始连续的三个1 s 末的速度之比为1∶3∶5解析：自由落体运动是初速度为零，加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动，故A 正确；自由落体运动从开始起，1T 内、2T 内、3T 内……位移之比x 1∶x 2∶x 3…＝1∶4∶9…，但1T 内、2T 内、3T 内……位移之比是1∶4∶9…的运动并不一定是自由落体运动，故B 错误；自由落体运动服从初速度为零的匀加速直线运动的所有规律，故C 正确，D 错误．答案：AC9．做自由落体运动的物体，先后经过空中M 、N 两点时的速度分别为v 1和v 2，则下列说法中正确的是( )A ．M 、N 间距离为v 22－v 212gB ．经过MN 的平均速度为v 1＋v 22C ．经过MN 所需的时间为v 2－v 1gD ．经过MN 中点时的速度为v 21＋v 222 解析：根据自由落体运动规律有v 22－v 21＝2gh ，即h ＝v 22－v 212g ，A 对；v ＝v t 2＝v 1＋v 22，B 对；v 2＝v 1＋gt ，t ＝v 2－v 1g ，C 对；v s 2＝v 21＋v 222，D 错． 答案：ABC 10．(2017·浙江金华十校期末)如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图示照片，图中1、2、3、4、5表示小球运动过程中每次曝光的位置．连续两次曝光的时间间隔均为T ，每块砖的厚度为d .根据图中的信息，下列判断正确的是( )A ．位置“1”是小球释放的初始位置B ．小球做匀加速直线运动C ．小球下落的加速度为d T 2D ．小球在位置“3”的速度为7d 2T解析：由题意知，小球相邻相等时间内位移的差值为一定值且越来越大，故小球的运动是匀加速直线运动，故B 正确；若位置“1”是小球释放的初始位置，则从位置“1”开始相邻相等时间内的位移之比应为1∶3∶5…结合题意可知位移不满足此关系，故位置“1”不是小球释放的初始位置，A 错误；根据Δx ＝aT 2可得a ＝Δx T 2，据题意可知Δx ＝d ，故a ＝d T 2，C 正确；匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，故小球的位置“3”的速度应等于位置“2”和位置“4”之间的平均速度，位置“2”和位置“4”相距7d ，故小球在位置“3”的速度为7d 2T，D 正确． 答案：BCD三、非选择题11．有一悬链长1.4 m ，在悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力，则整个悬链通过悬点正下方3.2 m 处的M 点所用的时间为多少？(g 取10 m/s 2)解析：如图，设h ＝3.2 m链长为l ＝1.4 m.由h ＝12gt 2，得出悬链上端到达M 点的 时间t ＝2h g ＝ 2×3.210s ＝0.8 s ， 悬链的下端到达M 点的时间t ′＝ 2(h －l )g ＝ 2×(3.2－1.4)10s ＝0.6 s ， 则整个悬链通过M 点所用的时间为t －t ′＝0.8 s －0.6 s ＝0.2 s.答案：0.2 s12．在学习了伽利略对自由落体运动的研究后，甲同学给乙同学出了这样一道题：一个物体从塔顶落下(不考虑空气阻力)，物体到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的925，求塔高H .(g 取10 m/s 2) 乙同学的解法：根据h ＝12gt 2得物体在最后1 s 内的位移h 1＝12gt 2＝5 m ，再根据h 1H ＝925得H ＝13.9 m ，乙同学的解法是否正确？如果正确说明理由，如果不正确请给出正确解析过程和答案．解析：乙同学解法不正确．设物体下落过程总时间为t ，由题意可得最后一秒内位移为Δh ＝12gt 2－12g (t －1 s)2 Δh H ＝12gt 2－12g (t －1 s )212gt 2＝925， 或12g (t －1 s )212gt 2＝25－925， 解得t ＝5 s ，H ＝12gt 2＝125 m. 答案：125 m。

高中物理：伽利略对自由落体运动的研究【考点归纳】1．伽利略对自由落体运动的研究（1）历史的回顾：亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：物体越重，下落越快；所用的方法：观察+直觉．（2）逻辑的力量．（3）猜想与假设伽利略相信：a．自然界是简单的，自然界的规律也是简单的；b．落体运动一定是一种最简单的变速运动．它的速度应该是均匀变化的．假设：v∝t，v∝x．（4）实验验证伽利略用铜球从阻力很小的斜面的不同位置由静止下落，铜球在斜面上运动加速度要比它竖直落下时小得多，所以时间容易测出．实验结果表明，光滑斜面倾角不变时，从不同位置让小球滚下，小球的位置与时间的平方比不变，即由此证明了小球沿光滑斜面下滑的运动是匀变速直线运动；换用不同质量的小球重复实验，结论不变．（5）合理外推如果斜面倾角增大到90°，小球仍然保持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！伽利略成功验证了自己的猜想，不仅彻底否定了亚里士多德关于落体运动的错误论断，而且得到了自由落体运动的规律．（6）伽利略科学方法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）和谐地结合起来．【命题方向】例1：伽俐略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，伽俐略的斜面实验程序如下：（1）减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度．（2）两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．（3）如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平方向做持续的匀速运动．请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序的号码）（）A．事实2→事实1→推论3→推论4B．事实2→推论1→推论3→推论4 C．事实2→推论3→推论1→推论4D．事实2→推论1→推论4→推论3分析：按实验先后次序排列如下：2→3→1→4．其中，2是事实．实际中，小球由于摩擦，在第二个斜面上上升的高度减小，若摩擦力减小，上升的高度增大，设想没有摩擦力，小球将上升到释放时的高度，如将第二斜面放平，小球没有减速的原因，不会停下来，3，1，4均是在没有摩擦的情况作出的推论．解答：实验先后次序排列如下：2→3→1→4．实验中，如果摩擦力越小，小球在第二个斜面上上升的高度越高，设想没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．所以3、1是推论．步骤4中，将第二个斜面放平，实际中小球因摩擦而减速，最后停下来，摩擦力越小，运动的距离越长，设想没有摩擦力，小球没有减速的原因，永远以原来的速度运动下去，所以4也是推论．故选：C．点评：本题是伽利略理想斜面实验，考查对本实验的理解能力，由此实验，伽利略得出了结论：物体的运动不需要力维持．例2：伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（）A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关分析：伽利略通过实验观察和逻辑推理发现，小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动，换用不同的质量的小球，从不同高度开始滚动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的；不断增大斜面的倾角，重复上述实验，得知小球的加速度随斜面倾角的增大而增大．解答：A、B、伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，故A错误，B正确；C、不论斜面光滑与不光滑，当斜面的长度一定时，小球滑到斜面地的速度都与斜面的倾角有关，且倾角越大，小球滑到斜面底端的速度就越大；故C错误；D、斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小，故D错误．故选：B．点评：本题关键要明确伽利略对自由落体运动的研究的实验过程，可以通过阅读课本了解，同时实验事实与理论应该是一致的，故可结合匀变速运动的知识求解．。

1高一物理人教新课标版必修1第二章 第5-6节 自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究同步练习（答题时间：35分钟）1、在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两石块从同一高度同时自由下落，则关于两石块的运动，下列说法正确的是（ ）A. 重的石块下落得快，先着地B. 轻的石块下落得快，先着地C. 在着地前的任一时刻，两石块具有相同的速度，相同的位移和相同的加速度D. 两石块在下落的时间内的平均速度相等2、一个物体做自由落体运动，其速度—时间图象正确的是（ ）3、甲乙两球从同一高度相隔1秒先后自由落下，在下落过程中（ ）A. 两球的距离始终不变B. 两球的距离越来越大C. 两球的速度差始终不变D. 两球的速度差越来越大4、自由下落的物体，在任何相邻的单位时间内下落的距离之差h ∆和平均速度之差v ∆在数值上分别等于（ ）A. g/2 2gB. g/2 g/4C. g gD. g 2g5、有一直升机停在200m 高的空中静止不动，一乘客从窗口由静止每隔1秒释放一个钢球，则关于钢球在空中的排列情况，下列说法正确的是（ ）A. 相邻钢球间距离相等B. 越靠近地面，相邻钢球的距离越大C. 在落地前，早释放的钢球的速度总是比晚释放的钢球的速度大D. 早释放的钢球落地时的速度大6、一个自由落体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半，求它落到地面所需的时间。

7、为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过2.5s 后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。

考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？8、一个自由下落的物体，它在最后1秒的位移是35m ，则物体落地的速度是多大？下落时间是多少？9、一只小球自屋檐自由下落，在0.25s 时间内通过高度为2m 的窗口，求窗口的顶端距屋檐多高？10、一矿井深为125m ，在井口每隔一定时间自由下落一个小球，当第11个小球刚从井口下落时，第1个小球刚好到达井底。

伽利略对自由落体运动的研究过程伽利略对自由落体运动的研究过程如下：
1、伽利略首先通过直觉和观感，认为重的物体下落速度比轻的物体下落速度快，落体速度与重量成正比。

2、伽利略通过大量的实验，站在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来，并测定下落时间有多少差别。

结果发现，各种物体都是同时落地，而不分先后。

也就是说，下落运动与物体的具体特征并无关系。

无论木制球或铁制球，如果同时从塔上开始下落，它们将同时到达地面。

3、伽利略通过反复的实验，认为如果不计空气阻力，轻重物体的自由下落速度是相同的，即重力加速度的大小都是相同的。

这一结论也符合牛顿的万有引力定律。

伽利略的研究对自由落体运动和重力加速度有了深刻的理解，并推导出了重力加速度的公式。

五、伽利略对自由落体运动的研究1. 引言自由落体运动是物理学中研究的一个重要课题。

在17世纪，意大利科学家伽利略对自由落体进行了深入的研究，提出了许多关于自由落体运动的重要理论。

本文将介绍伽利略对自由落体运动的研究成果及其对现代物理学的影响。

2. 伽利略的实验方法伽利略通过观察自由落体运动，并进行实验，获取了大量的数据并进行了系统的整理和分析。

他采用了以下方法：2.1 实验设备伽利略使用了一个斜面、一个小球和一个示时器作为自由落体实验的设备。

他通过调整斜面的角度来改变小球的下落速度，从而观察和记录下落过程中的变化。

2.2 数据收集和分析伽利略认识到了收集数据的重要性，他使用示时器记录小球从斜面上滚落的时间，并将数据整理成表格和图表进行分析。

通过对数据的比较，他发现了一些规律性的变化，并得出了一些结论。

3. 伽利略的研究成果在对自由落体运动的研究中，伽利略取得了许多重要的成果，其中包括：3.1 下落距离与时间的关系伽利略的实验结果显示，自由落体的下落距离与下落时间的平方成正比。

他用数学表达式表示为：$s = \\frac{1}{2} g t^2$，其中s表示下落距离，t表示下落时间，g为重力加速度。

3.2 速度与时间的关系伽利略的实验结果还表明，自由落体的速度与下落时间成正比。

他用数学表达式表示为：v=gt，其中v表示速度。

3.3 伽利略的思想伽利略提出了许多重要的思想，如相对性原理和科学方法论。

他通过实验和推理，揭示了物体在同等条件下的自由落体运动的规律，并借此提出了许多概念和理论，对当时的物理学做出了巨大的贡献。

4. 伽利略对现代物理学的影响伽利略的研究成果对现代物理学产生了深远的影响，包括：4.1 牛顿力学的奠基伽利略的自由落体运动研究成果为后来牛顿力学的发展打下了基础。

牛顿利用伽利略的成果，推导出了运动物体的运动规律，建立了牛顿三定律。

4.2 科学方法论的发展伽利略提出了以实验为基础的科学方法论，这对后来的科学研究具有重要的指导意义。

自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究1．下图所示的各图象中能正确反映自由落体运动过程的是(设向上为正方向)( )解析：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，v＝gt，其v－t图象是一条倾斜直线．因取向上为正方向，故只有C对．答案： C2．伽利略认为自由落体运动应该是最简单的变速运动，即它的速度是均匀变化的，速度的均匀变化意味着( )A．速度与时间成正比B．速度与位移成正比C．速度与时间的二次方成正比D．位移与时间的二次方成正比解析：伽利略认为速度的均匀增加意味着速度与时间成正比，又从数学上推导出位移与时间的二次方成正比．答案：AD3．物体从某一高度自由落下，到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是( )A.2∶2B.2∶1C．2∶1 D．4∶1解析：由v2＝2gh知v＝2gh，所以v1∶v2＝2∶1.答案： B4．17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于( )A．等效替代B．实验归纳C．理想实验D．控制变量【解题流程】合理外推▏斜面实验→自由落体运动规律→理想实验，C项正确答案： C5．关于重力加速度的说法不正确的是( )A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2B ．在地球上不同的地方，g 值的大小不同，但它们相差不是很大C ．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D ．在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g 越小解析： 首先重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同，在地球的表面，不同的地方，g 值的大小略有不同，但都在9.8 m/s 2左右，在地球表面同一地点，g 的值都相同，但随着高度的增大，g 的值逐渐变小．答案： A6．一石块从高度为H 处自由下落，当速度达到落地速度的一半时，它的下落距离等于( )A.H2 B.H4 C.3H 2D.2H 2答案： B7．两物体在不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为t ，第二个物体下落时间为t /2，当第二个物体开始下落时，两物体相距( )A ．gt 2B ．3gt 2/8 C ．3gt 2/4D ．gt 2/4解析： 当第二个物体开始下落时，第一个物体已下落t 2时间，此时离地高度h 1＝12gt2－12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22；第二个物体下落时的高度h 2＝12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22，则待求距离Δh ＝h 1－h 2 ＝12gt 2－2×12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22＝gt 24. 答案： D8．小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某高度，其v －t 图象如下图所示，则由图可知(g ＝10 m/s 2)以下说法正确的是( )A ．小球下落的最大速度为5 m/sB ．第一次反弹初速度的大小为3 m/sC ．小球能弹起的最大高度0.45 mD ．小球能弹起的最大高度1.25 m答案： ABC9．从某高处释放一粒小石子，经过1 s 从同一地点再释放另一粒小石子，不计空气阻力，则在它们落地之前的任一时刻( )A ．两粒石子间的距离将保持不变，速度之差保持不变B ．两粒石子间的距离将不断增大，速度之差保持不变C ．两粒石子间的距离将不断增大，速度之差也越来越大D ．两粒石子间的距离将不断减小，速度之差也越来越小解析： 当第一个石子运动的时间为t 时，第二个石子运动的时间为(t －1)．h 1＝12gt 2① v 1＝gt ② h 2＝12g (t －1)2③ v 2＝g (t －1)④由①③得：Δh ＝gt －12g由②④得：Δv ＝g因此，Δh 随t 增大，Δv 不变，B 选项正确． 答案： B10. 如右图所示，A 、B 两小球用长为L 的细线连接悬挂在空中，A 距湖面高度为H ，释放小球，让它们自由落下，测得它们落水声相差Δt .如果球A 距湖面的高度H 减小，则Δt 将( )A ．增大B ．不变C ．减小D ．无法判断解析： B 落水时，A 、B 的速度为v ＝2g H －L ，A 再落水时有L ＝v Δt ＋12g Δt 2.由两式可知H 减小，v 变小，则Δt 增大．答案： A11．从离地面80 m 的空中自由落下一个小球，取g ＝10 m/s 2，求： (1)经过多长时间落到地面；(2)自开始下落时计时，在第1 s 内和最后1 s 内的位移； (3)下落时间为总时间的一半时的位移． 解析： (1)由h ＝12gt 2得，下落总时间为t ＝2hg＝2×8010s ＝4 s. (2)小球第1 s 内的位移为h 1＝12gt 21＝12×10×12m ＝5 m小球前3 s 内的位移为h 3＝12gt 23＝12×10×32m ＝45 m小球从第3 s 末到第4 s 末的位移，即最后1 s 内的位移为h 4＝h －h 3＝80 m －45 m ＝35 m.(3)小球下落时间的一半为t ′＝t2＝2 s这段时间内的位移为h ′＝12gt ′2＝12×10×22 m ＝20 m.答案： (1)4 s (2)5 m 35 m (3)20 m12．跳水是一项优美的水上运动，运动员从离出水面10 m 的跳台向上跃起，举双臂直体离开台面，重心(此时其重心位于从手到脚全长的中点)升高0.45 m 达到最高点．落水时身体竖直，手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)，从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多长？(不计重力，g取10 m/s2)解析：把运动员看成一个质点，把上升阶段看成自由落体运动的逆运动，根据对称性原理，运动员上升的时间t1等于做自由落体运动下落0.45 m所用的时间，t1＝2h1g＝2×0.4510s＝0.3 s.下降过程，自由落体，t2＝2h2g＝2×10.4510s≈1.45 s.从离开跳台到手触水面，运动员可用于完成空中动作的时间t＝t1＋t2＝1.75 s.答案： 1.75 s。