师:老师给大家演示一下牛顿管实验,逐渐抽取管中空气,让羽毛、金属片等下落,请同学们观察下落过程中速度的变化情况。
师:第一种,不抽去管中空气,将玻璃管倒置,观察下落情况;第二种,抽去管中部分空气,将玻璃管倒置,观察;第三种,抽空管中空气,将玻璃管倒置,观察下落情况。
师:请同学们回答这些现象说明什么问题?
生:小羽毛下落慢是由于空气阻力,若没有空气阻力,轻、重物体下落一样快。
师:所以,物体若只在重力作用下,下落速度是一样快的。
师: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,展开的纸下落较慢,是由于它受到的空气阻力与重力相比不能忽略,而当将纸揉成团,空气阻力减小,二者几乎同时下落。
师:我们现在已经知道了自由落体运动的定义,结合定义,并回忆刚才羽毛下落的过程,你认为物体做自由落体运动需要满足哪些条件呢?
生:仅受重力作用而且从静止开始下落。
师:如果空气阻力与重力相比可以忽略时,我们也可以把这样的物体从静止下落看作是自由落体运动。
师:现在我们想研究物体下落时到底是怎样的直线运动。我们知道要深入研究一个物体的运动,可以从初速度和加速度入手。
师:我们观察到,物体从静止下落,可以判断初速度为零,并且运动方向总是竖直向下的,所以可以判断加速度的方向也是竖直向下的。那么加速度的大小有什么样的特点呢?你能设计出实验探究出来吗?
师:现在大家回顾一下之前研究物体运动的方法,以小组为单位进行实验。现在同学们要做的是设计实验步骤。你们设计的步骤是怎么样的?
生:第一步设计实验表格;第二步竖直方向上固定打点计时器,纸带一头穿过重锤,另一端穿过打点计时器;第三步接通电源,释放纸带,利用纸带上的点,计算出加速度的大小。
师:同学们实验之后有什么发现吗?
生:发现加速度数值都是相同的,数值约等于 9.8m/s²,方向竖直向下。
师:不错,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,常用
表示,方向竖直向下。
师:实验发现,
值随纬度增大而增大,随高度增大而减小。我们计算中通常取
。