文档介绍：自由落体运动及经典例题讲解
第4节自由落体运动
理解领悟
落体运动是一种常见的运动。本节课通过实验，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，从而对自由落体运动规律有具体、深入的认识。
基础级
物体下落的几个小实验
请自己动手做如下的几个小实验：
烧断悬线让小球由静止开始下落；
让等面积的铁片和纸片从等高处由静止开始下落；
让等重的纸片和纸团从等高处由静止开始下落；
让铁片和轻纸团从等高处由静止开始下落。
从以上小实验，你观察到了什么现象？又得到了什么启发?
从小实验（1）可以看到：烧断悬线后，小球在重力的作用下，由静止开始沿竖直方向下落，其下落速度越来越快。那么，物体下落的快慢与哪些因素有关呢？
从小实验（2）可以看到：等面积的铁片比纸片下落得快，似乎重的物体比轻的物体下落得快。果真是这样吗？
从小实验（3）可以看到：等重的纸片比纸团下落得慢。
从小实验（4）可以看到：铁片和轻纸团下落的快慢程度几乎相同。
小实验（3）和（4）说明，物体下落的快慢并不决定于物体的轻重，而是与物体受到的空气阻力有关。等面积的铁片比纸片下落得快，是由于铁片受到的空气阻力小；等重的纸片比纸团下落得慢，是由于纸片受到的空气阻力大；铁片和轻纸团下落的快慢程度几乎相同，说明在空气阻力很小的情况下，重的物体下落并不比轻的物体快多少。
那么，我们有理由提出这样的猜想：在同一地点，如果没有空气阻力，不同物体只在重力作用下从静止开始下落，其下落的快慢程度应该是相同的。
“钱毛管”实验
为了证实上述猜想，需要创设一个没有空气的环境，即真空环境。
如教材“走进物理课堂之前”图4所示，在玻璃管内放有鸡毛和铜钱（此管叫做“钱羽管”），当管内存有空气时，鸡毛比铜钱明显下落得慢。把管内抽成真空，可以观察到鸡毛与铜钱下落的快慢程度没有区别。
“钱羽管”实验表明：若只受重力作用，不同物体在同一地点所做的落体运动是完全相同的。
关于自由落体运动
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。因此，物体做自由落体运动必须同时满足两个条件：一是物体只受重力作用，除此之外不受其他力的作用；二是从静止开始下落，不能有初速度。
请思考：
从停在空中用降落伞放下的救灾物资的运动是否是自由落体运动？为什么？
从水平飞行的飞机上落下的重物的运动是否是自由落体运动？为什么？
从正在上升的气球中落下的重物的运动是否是自由落体运动？为什么？
从停在空中用降落伞放下的救灾物资的运
利用纸带上的点迹算出相应时刻重物的瞬时速度，作出速度图象，图线是一条倾斜的直线。重物又是从静止开始下落的，因此自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。
根据速度图象图线的斜率，可以求出重物自由下落的加速度。在同一地点，用不同重量的重物重复上述实验，测得重物自由下落的加速度都相同。
关于重力加速度
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这一加速度就叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。
重力加速度的值与地理位置有关，不同地点的重力加速度的大小通常是不同的，但相差不大。通常取g=≈10m/s2。重力加速度的方向竖直向下。
关于自由落体运动的规律
既然自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，且加速度为重力加速度g，那么将匀变速直线运动的公式或关系式中的v0取为0，a取为g，就可以得到反映自由落体运动规律的一套公式或关系式：
速度公式，
位移公式  ，
速度—位移关系式，
用平均速度球位移的公式。
初速度为0的匀加速直线运动的一些比例关系，对于自由落体运动也适用。你能写出这些比例关系式吗？
发展级
用频闪照相的方法研究自由落体运动
利用频闪摄影的方法研究物体的运动，是一种十分有效的手段。教材在本节“问题与练****的第4题给出了小球自由下落的闪光照片，要求采用多种方法，通过这幅照片测量自由落体加速度。请先认真思考，再参阅本书“课本****题解读”中给出的解答。
地球上重力加速度的变化规律
教材列出了赤道、广州、武汉、上海、东京、北京、纽约和莫斯科等不同地点的g值表。从表中可以发现，地球上的重力加速度随纬度
的增加而增加。离地球两极越近的地区，重力加速度越大；赤道地区的重力加速度最小，两极地区的重力加速度最大。这是什么原因呢？你能尝试解释这个规律吗？
原来，重力加速度是由重力产生的，而重力是由于地球的吸引使物体受到的力。地球并不是一个标准的球体，而是略为扁一些，地球的极半径要比赤道半径略短些。这样，