高一物理必修12.5自由落体.ppt

自由落体运动自由落体运动教者:钟军第二章第二章第第5节节硬币（粉笔）与纸片分别从同一高度由静止开始同时下落硬币（粉笔）与纸片分别从同一高度由静止开始同时下落取两张相同纸，一张揉成一团，两者也分别从同一高度取两张相同纸，一张揉成一团，两者也分别从同一高度由静止同时下落由静止同时下落硬币（粉笔）先着地硬币（粉笔）先着地揉成团纸的先着地揉成团纸的先着地重的物体下落快重的物体下落快轻重一样的物体下落快慢不一样轻重一样的物体下落快慢不一样很显然，物体下落快慢不是由它的重量决定的。很显然，物体下落快慢不是由它的重量决定的。问题：让轻的物体和重的物体在同一个高度同时释放问题：让轻的物体和重的物体在同一个高度同时释放,重的物体下落快还是轻的物体下落快（先着地）重的物体下落快还是轻的物体下落快（先着地）?第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动实验实验1 1那么，物体下落快慢与什么因素有关？那么，物体下落快慢与什么因素有关？(1)：管内空气没被抽出时：管内空气没被抽出时,让里面的物体从静止开始同时下让里面的物体从静止开始同时下落落.铁片最先落下，羽毛最后落下铁片最先落下，羽毛最后落下。(2)：把管内空气抽出来时把管内空气抽出来时,让里面的物体从静止开始同时下落让里面的物体从静止开始同时下落.它们同时下落到低端。它们同时下落到低端。思考思考:为什么会出现这种现象？经过分析能得到什么什么结论为什么会出现这种现象？经过分析能得到什么什么结论?有空气阻力有空气阻力结论：结论：在没有空气阻力（只受重力）时，物体自由下落的运在没有空气阻力（只受重力）时，物体自由下落的运动情况都相同动情况都相同(时间、速度、加速度和位移等都对应相同时间、速度、加速度和位移等都对应相同)。演示实验演示实验2 2(牛顿管实验牛顿管实验)观察实验现象观察实验现象:观察实验现象观察实验现象:没有空气阻力没有空气阻力,或者阻力很小或者阻力很小第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动实验探究：物体下落快慢与哪些因素有关？实验探究：物体下落快慢与哪些因素有关？球表面球表面第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动物体物体只在重力只在重力的作用下从的作用下从静止开始静止开始下落的运动，叫自由下落的运动，叫自由落体运动。落体运动。严格来说严格来说,自由落体运动只有在没有空气的空间（在真空中）自由落体运动只有在没有空气的空间（在真空中）才会发生。才会发生。在现实生活中做自由落体运动的现象是很少见的，在现实生活中做自由落体运动的现象是很少见的，实际上在地球表面上绝大多数的落体运动都受空气阻力的作实际上在地球表面上绝大多数的落体运动都受空气阻力的作用，用，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小（远小于在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小（远小于重力）可以忽略时，初速度为重力）可以忽略时，初速度为0的落体运动的也可以近似看作的落体运动的也可以近似看作是自由落体运动是自由落体运动.设问：那么，自由落体运动是一种怎样的运动？设问：那么，自由落体运动是一种怎样的运动？第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动1、概念、概念第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动打点计时器打点计时器纸带纸带夹子夹子重物重物实验探究实验探究:用用打点计时器打点计时器实验探究实验探究自由落体运动自由落体运动是一种怎样的运动是一种怎样的运动?x1x2x3x4x5x6x70 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 71、测量记录、测量记录:X0=X1=X2=X3=X4=X5=X6=X7=2、计算位移、计算位移:X2-0=X2X0=X3-1=X3X1=X4-2=X4X2=X5-3=XX3=X6-4=XX4=X7-5=XX6=3、计算速度、计算速度:v=X/tt（m/s）V1=V2=V3=V4=V5=V6=01234567测量纸带读取数据测量纸带读取数据实验数据处理实验数据处理第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动实验探究实验探究:用用打点计时器打点计时器实验探究实验探究自由落体运动自由落体运动是一种怎样的运动是一种怎样的运动?(1)、纸带上的点迹特点：、纸带上的点迹特点：(2)、图象是一条、图象是一条线，由线，由此可判断它做此可判断它做_运动运动(3)、测量计算加速度的大小约为、测量计算加速度的大小约为:_m/s2点迹排在一条直线上，且点迹间距点迹排在一条直线上，且点迹间距逐渐增大，说明是加速直线运动逐渐增大，说明是加速直线运动.不同质量的物体加速度相同吗？不同质量的物体加速度相同吗？匀加速直线匀加速直线倾斜直倾斜直它是不是匀加速直线运动呢？它是不是匀加速直线运动呢？g=9.8g=9.8 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.01 0.t/s第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动自由落体运动是初速度为零自由落体运动是初速度为零(v0=0）的匀加速直线运动，）的匀加速直线运动，在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的，加速度大小约为同的，加速度大小约为9.8m/s2。2.2.自由落体运动的特点：自由落体运动的特点：自由落体加速度（重力加速度）自由落体加速度（重力加速度）（1）自由落体加速度的概念：自由落体加速度的概念：做自由落体运动的物体所具有的加速度叫做自由落体加做自由落体运动的物体所具有的加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。通常用来表示。速度，也叫重力加速度。通常用来表示。地点地点纬度纬度重力加速度重力加速度赤道赤道0 09.7809.780广州广州232306069.7889.788武汉武汉303012129.7949.794上海上海313106069.7949.794东京东京353543439.7989.798北京北京393956569.8019.801纽约纽约404040409.8039.803莫斯科莫斯科555545459.8169.816北极北极90909.8329.832 在地球上的不同地方重力加速度在地球上的不同地方重力加速度g g的数值是不同的的数值是不同的.由赤道向两由赤道向两极推移，随着纬度的增大极推移，随着纬度的增大g g值也逐渐增大。值也逐渐增大。认真阅读上表后，你发现认真阅读上表后，你发现重力加速度的数值有重力加速度的数值有什么规律？什么规律？第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动附表：在地球上的不同地方重力加速度附表：在地球上的不同地方重力加速度g g（m/sm/s2 2)的数值的数值自由落体加速度（重力加速度）自由落体加速度（重力加速度）在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的同的;在不同地点，重在不同地点，重力加速度力加速度 g g 随纬度的增加而增大随纬度的增加而增大 （赤道（赤道g g最小，南北两极最小，南北两极g g最大最大););重力加速度重力加速度 g g 随高度的增加而减小随高度的增加而减小(3)(3)重力加速度重力加速度 g g的数值：的数值：标准值标准值 g=9.80665m/s g=9.80665m/s2 2，一，一般计算可以取般计算可以取g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，粗略计算可以取，粗略计算可以取g=10m/sg=10m/s2 2（4）重力加速度）重力加速度 g g 的方向：的方向：总是总是竖直向下竖直向下的。的。第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动(2)重力加速度特点：重力加速度特点：v g t x=g t2/2v2=2g x4、自由落体运动规律、自由落体运动规律v v0+a tx=v0 t+at2/2v2-v20=2ax因为自由落体运动是初速度等于因为自由落体运动是初速度等于0,加速度为加速度为g g的的匀加速直线运动，所以可用匀加速直线运动，所以可用V0=0，a=g g 替代上一节中匀变替代上一节中匀变速直线运动基本公式，从而得到其运动规律速直线运动基本公式，从而得到其运动规律.第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动匀加速直线运动匀加速直线运动自由落体运动自由落体运动关系式关系式1.速度与时间关系式速度与时间关系式2.位移与时间关系式位移与时间关系式3.位移与速度关系式位移与速度关系式 公式公式推导推导:据去年新闻报道，最美妈妈据去年新闻报道，最美妈妈”走红网络，备受整个社会的关注走红网络，备受整个社会的关注.“最美妈妈最美妈妈”真名叫真名叫吴菊萍吴菊萍，2011年年7月月2日，吴菊萍在杭州滨江区接下日，吴菊萍在杭州滨江区接下从十楼坠下的幼童，女童获救，而从十楼坠下的幼童，女童获救，而吴菊萍手臂骨折，受伤较重。从而吴菊萍手臂骨折，受伤较重。从而被网友称为被网友称为“最美妈妈最美妈妈”。这一行这一行为，再次向世人展示了人间大爱。为，再次向世人展示了人间大爱。让我们向让我们向“最美妈妈最美妈妈”致敬。致敬。让我们估算一下女童从让我们估算一下女童从10楼楼掉下，下落到地面时的速度约掉下，下落到地面时的速度约为多大？为多大？第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动5应用应用:例例1 hv v2 2=2gx=2gh=2gx=2gh9.8m/s229.7m=582(m/s)2解:女童下落高度为 X=h=3.39=29.7由自由落体的运动公式由自由落体的运动公式所以,v=24 m/s估算估算：v210m/s23m9=540(m/s)2解：由题意物体做自由落体运动，解：由题意物体做自由落体运动，t=2s，g取取9.8m/s2所以所以例例2、为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从、为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音。求井口到后听到石块落到水面的声音。求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动5应用应用:测高度测高度.比如测一口井的深度比如测一口井的深度,测楼房的高度等等测楼房的高度等等.例例3.运用自由落体运动知识测人的反应时间运用自由落体运动知识测人的反应时间 推导推导:第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动5应用应用:XX附附:数据表数据表习题习题1 1下列说法正确的是（下列说法正确的是（)A A物体竖直向下的运动是自由落体运动物体竖直向下的运动是自由落体运动B B自由落体运动是初速度为零，加速度自由落体运动是初速度为零，加速度 为为g g的竖直的竖直 向下的匀加速运动向下的匀加速运动C C物体只在重力作用下从静止开始的下落物体只在重力作用下从静止开始的下落 运动叫自由落体运动运动叫自由落体运动D D当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，物体自由下落可视为自由落体运动物体自由下落可视为自由落体运动BCD第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动5应用应用:习题习题2 2关于重力加速度下面四种说法正确的是（关于重力加速度下面四种说法正确的是（）A A重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B B重力加速度表示自由下落物体运动速重力加速度表示自由下落物体运动速 度变化的大小度变化的大小C C重力加速度表示自由下落物体运动速度重力加速度表示自由下落物体运动速度 变化的快慢变化的快慢D D轻、重物体的重力加速度不同轻、重物体的重力加速度不同C第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动5应用应用:习题习题3 3、从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的的7/167/16，求塔高。，求塔高。分析：分析：石子的下落可以近似看作自由落体石子的下落可以近似看作自由落体运动，因此可以自由落体运动的规律来求解运动，因此可以自由落体运动的规律来求解本问题本问题 解：解：画出石子的运动草图。设石下落的总时画出石子的运动草图。设石下落的总时间为间为t t，塔高为，塔高为H H，则下落距离为塔高的，则下落距离为塔高的9/169/16时经过时间（时经过时间（t-1t-1），根据自由落体运动的位），根据自由落体运动的位移公式：移公式：解解、两式得：两式得：t=4sH=80mH=gt2第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动5应用应用:作业：作业：书后习题，同步导学书后习题，同步导学课后练习：一个物体从离地课后练习：一个物体从离地78.4m处下落，处下落，求（求（1）这个物体到达地面时的速度；）这个物体到达地面时的速度；（2）到达地面所需的时间？）到达地面所需的时间？（取初速度方向为正方向）（取初速度方向为正方向）物体物体只在重力只在重力的作用下从的作用下从静止开始静止开始下落的运动，叫自由落体运动。下落的运动，叫自由落体运动。第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动1 1、自由落体的概念、自由落体的概念自由落体运动是初速度为零自由落体运动是初速度为零(v0=0）的匀加速直线运动，在同一地点，不同质量的物）的匀加速直线运动，在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的，加速度大小约为体的自由落体运动加速度是相同的，加速度大小约为9.8m/s2。2.2.自由落体运动的特点：自由落体运动的特点：自由落体加速度（重力加速度）自由落体加速度（重力加速度）（1）自由落体加速度的概念：自由落体加速度的概念：做自由落体运动的物体所具有的加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。通常做自由落体运动的物体所具有的加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。通常用来表示。用来表示。在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的;在不同地点，重在不同地点，重力加速度力加速度 g g 随纬度的增加而增大随纬度的增加而增大 （赤道（赤道g g最小，南北两极最小，南北两极g g最大最大););重力加重力加速度速度 g g 随高度的增加而减小随高度的增加而减小(2)重力加速度特点：重力加速度特点：(3)(3)重力加速度重力加速度 g g的数值：的数值：标准值标准值 g=9.80665m/s g=9.80665m/s2 2，一般计算可以取，一般计算可以取g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，粗略计算可以取，粗略计算可以取g=10m/sg=10m/s2 2（4）重力加速度）重力加速度 g g 的方向：的方向：总是总是竖直向下竖直向下的。的。4、自由落体运动规律、自由落体运动规律v g t x=g t2/2v2=2g x5、应用、应用:第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动1 1、自由落体的概念、自由落体的概念2 2、自由落体运动的特点：、自由落体运动的特点：V0=0，a=g 、自由落体加速度（重力加速度）、自由落体加速度（重力加速度）(2)重力加速度特点：重力加速度特点：（1）自由落体加速度的概念：自由落体加速度的概念：结束结束谢谢大家谢谢大家！第二章第二章 第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动小结小结一一.自由落体运动自由落体运动二二.自由落体加速度自由落体加速度重力加速度重力加速度三三.自由落体运动是初自由落体运动是初速度为零的匀加速速度为零的匀加速直线运动直线运动20122012年年5 5月月8 8日晚，在黑龙江省佳木斯市，正当佳木日晚，在黑龙江省佳木斯市，正当佳木斯市第十九中学一群学生准备过马路时，一辆客车斯市第十九中学一群学生准备过马路时，一辆客车突然失控冲了过来，与前方停在路边的另一辆客车突然失控冲了过来，与前方停在路边的另一辆客车追尾相撞，被撞客车猛力冲向正要过马路的学生。追尾相撞，被撞客车猛力冲向正要过马路的学生。危险瞬间，本可以躲开逃生的女教师张丽莉，奋不危险瞬间，本可以躲开逃生的女教师张丽莉，奋不顾身去救学生，自己被卷入车轮下，双腿粉碎性骨顾身去救学生，自己被卷入车轮下，双腿粉碎性骨折，高位截肢。折，高位截肢。她临危不惧、舍己救人，她临危不惧、舍己救人，在生死关头把生的希望留给在生死关头把生的希望留给学生，把危险留给自己，谱学生，把危险留给自己，谱写了一曲感人肺腑的生命赞写了一曲感人肺腑的生命赞歌。歌。物体物体只在重力只在重力的作用下从的作用下从静止开始静止开始下落的运动，叫自由落体运动。下落的运动，叫自由落体运动。第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动1 1、自由落体的概念、自由落体的概念自由落体运动是初速度为零自由落体运动是初速度为零(v0=0）的匀加速直线运动，在同一地点，不同质量的物）的匀加速直线运动，在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的，加速度大小约为体的自由落体运动加速度是相同的，加速度大小约为9.8m/s2。2.2.自由落体运动的特点：自由落体运动的特点：自由落体加速度（重力加速度）自由落体加速度（重力加速度）（1）自由落体加速度的概念：自由落体加速度的概念：做自由落体运动的物体所具有的加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。通常做自由落体运动的物体所具有的加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。通常用来表示。用来表示。在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的在同一地点，不同质量的物体的自由落体运动加速度是相同的;在不同地点，重在不同地点，重力加速度力加速度 g g 随纬度的增加而增大随纬度的增加而增大 （赤道（赤道g g最小，南北两极最小，南北两极g g最大最大););重力加重力加速度速度 g g 随高度的增加而减小随高度的增加而减小(2)重力加速度特点：重力加速度特点：(3)(3)重力加速度重力加速度 g g的数值：的数值：标准值标准值 g=9.80665m/s g=9.80665m/s2 2，一般计算可以取，一般计算可以取g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，粗略计算可以取，粗略计算可以取g=10m/sg=10m/s2 2（4）重力加速度）重力加速度 g g 的方向：的方向：总是总是竖直向下竖直向下的。的。4、自由落体运动规律、自由落体运动规律v g t x=g t2/2v2=2g x5、应用、应用:第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动1 1、自由落体的概念、自由落体的概念2 2、自由落体运动的特点：、自由落体运动的特点：V0=0，a=g 、自由落体加速度（重力加速度）、自由落体加速度（重力加速度）(2)重力加速度特点：重力加速度特点：（1）自由落体加速度的概念：自由落体加速度的概念：结束结束谢谢大家谢谢大家！第二章第二章 第第5 5节节 自由落体运动自由落体运动