自由落体运动(新).ppt

自由落体运动自由落体运动实验探究一实验探究一n实验方法：实验方法：同时同地同一高度释放物体 n n不同质量：重的物体下落快，不同质量：重的物体下落快，能不能说明物体下落快慢与质能不能说明物体下落快慢与质量有关？量有关？物体下落快慢与哪些因素有关物体下落快慢与哪些因素有关控制变量法控制变量法通过实验方法来研究不同物体下落的快慢通过实验方法来研究不同物体下落的快慢一、物体从同一高度下落到地面的时间比较一、物体从同一高度下落到地面的时间比较、小石子和纸片：、小石子和纸片：小石子先着地小石子先着地、纸片和纸团：、纸片和纸团：纸团先着地纸团先着地、小石子和纸团：、小石子和纸团：两者几乎同时着地两者几乎同时着地这是什么原因导致小石子比纸片先这是什么原因导致小石子比纸片先着地、纸团比纸片先着地呢？着地、纸团比纸片先着地呢？实验探究一实验探究一空气阻力空气阻力如果设法消除空气阻力，羽毛和小石子谁下如果设法消除空气阻力，羽毛和小石子谁下落得快？落得快？猜测：猜测：、同样快、同样快 、不一样快、不一样快实验：用牛顿管进行检验实验：用牛顿管进行检验结论：结论：没有空气阻力时，羽毛和铁球下落一样快没有空气阻力时，羽毛和铁球下落一样快实验探究一实验探究一自由落体运动自由落体运动n定义：定义：物体在只受重力作用下，从静物体在只受重力作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动。止开始下落的运动叫自由落体运动。理解：理解：GfGf，则物体下落的运动可看，则物体下落的运动可看 作作自由落体运动自由落体运动理想模型理想模型n n条件：条件：G没有空气时，没有空气时，物体下落时物体下落时只受重力作只受重力作用用 n n轨迹轨迹加速加速?n n运动特征运动特征匀匀加速直线实验探究二实验探究二自由落体运动是一种什么性质的运动？自由落体运动是一种什么性质的运动？n n实验设计：实验设计：使用打点计时器使用打点计时器频闪照片频闪照片根据频闪照片根据频闪照片记录的各时刻记录的各时刻小球位置，可小球位置，可直接判定轨迹直接判定轨迹为直线为直线根据小球在不根据小球在不同时间里下落同时间里下落的位移来求出的位移来求出它的加速度，它的加速度，可判定是否是可判定是否是匀变速直线运匀变速直线运动动用给出的下落运动的频用给出的下落运动的频闪照相图片闪照相图片(频闪时间间频闪时间间隔为隔为1/60 s 1/60 s )实验探究二实验探究二自由落体运动的运动性质自由落体运动的运动性质 实验探究二实验探究二53.538.926.315.710.412.614.6S=S2-S1=S3-S2S1=1.06cmS2=1.26cm S3=1.46cm=0.20cm 在匀变速直线运动中，各在匀变速直线运动中，各个连续相等的时间里的位移之个连续相等的时间里的位移之差是个恒量差是个恒量自由落体的运动性质自由落体的运动性质自由落体运动是自由落体运动是初速初速度为零的匀加速运动度为零的匀加速运动变速变速运动运动匀加速运动匀加速运动53.538.926.315.910.412.614.62.自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度又又 在同一地点下落的物体，在同一地点下落的物体，x和和t都相同都相同!在同一地点，一切物体在自在同一地点，一切物体在自 由落体运动中的加速度都相同，由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做这个加速度叫做自由落体加自由落体加速度速度，也叫，也叫重力加速度重力加速度。用。用g 来表示。来表示。自由落体运动自由落体运动二、自由落体加速度二、自由落体加速度 1.1.在同一地点，不同物体作自由落体运动在同一地点，不同物体作自由落体运动时的加速度相同，这个加速度叫时的加速度相同，这个加速度叫自由落体加速自由落体加速度度，也叫做也叫做重力加速度重力加速度，通常用通常用g g表示。表示。2.2.不同的地理位置，重力加速度的大小不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情况下不同，通常情况下g g 取取9.8m/s9.8m/s2 2 ，粗略计算时粗略计算时g g 取取10m/s10m/s2 2.（初中学过的常数（初中学过的常数g=9.8N/g=9.8N/，实质上是这里的重力，实质上是这里的重力加速度）加速度）3.3.重力加速度是重力加速度是矢量矢量，它的方向总是它的方向总是竖竖直向下直向下的，与重力方向相同。的，与重力方向相同。自由落体运动自由落体运动赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北极：g=9.832m/s2随随纬纬度度升升高高，重重力力加加速速度度增增大大随随高高度度升升高高，重重力力加加速速度度减减小小莫斯科：g=9.816m/s23.运动规律运动规律公式公式1)位移公式位移公式2)速度公式速度公式3)位移位移速度公式速度公式自由落体运动自由落体运动一一.自由落体运动自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动物体只在重力作用下从静止开始下落的运动二二.自由落体运动的规律自由落体运动的规律小小 结结1.自由落体运动是自由落体运动是初速度为零初速度为零的的匀加速直线运动匀加速直线运动 2.2.自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度 a=g3.3.自由落体运动运动规律自由落体运动运动规律公式公式1)位移位移 公式公式2)速度速度 公式公式3)公式公式自由落体运动的应用（一）测反应测反应时间时间自由落体运动的应用（二）如何测量悬崖、峡谷的高度如何测量悬崖、峡谷的高度测高度测高度Hgt2/2 课堂练习课堂练习1 1、甲物体的重力是乙物体的、甲物体的重力是乙物体的3 3倍，它们在同倍，它们在同一高度处自由下落，则下列说法中正确的一高度处自由下落，则下列说法中正确的是：是：（）A A、甲比乙先着地、甲比乙先着地 B B、甲比乙的加速度大、甲比乙的加速度大 C C、甲乙同时着地、甲乙同时着地 D D、无法确定谁先着地、无法确定谁先着地C2 2、关于自由落体运动的加速度、关于自由落体运动的加速度g g，下列说法，下列说法正确的是：正确的是：（）A A、同一地点轻重物体的、同一地点轻重物体的g g值一样大值一样大 B B、北京的地面、北京的地面g g值比上海的地面值比上海的地面g g值略大值略大 C C、g g值在任何地方都一样的值在任何地方都一样的 D D、g g值在赤道处大于南北两极处。值在赤道处大于南北两极处。AB课堂练习课堂练习3.3.以下对自由落体运动的说法中正确的是以下对自由落体运动的说法中正确的是()A.A.物体开始下落时物体开始下落时,速度为零速度为零,加速度也为零加速度也为零;B.B.物体下落过程中速度增加物体下落过程中速度增加,加速度保持不变加速度保持不变;C.C.物体下落过程中物体下落过程中,速度和加速度同时增大速度和加速度同时增大;D.D.物体下落过程中物体下落过程中,速度的变化率是个恒量速度的变化率是个恒量.B D解析解析:自由落体运动是初速度为零的匀变速直线自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动运动,故速度增加故速度增加,而加速度保持不变而加速度保持不变.则则B B正确正确;又又 ,则则D D正确正确.课堂练习课堂练习例题例题n n屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落，高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多大？水滴下落到地面时的速度大约是多大？0解：由得水滴下落到地面时的速度水滴下落到地面时的速度讨论交流讨论交流n n在现实中，雨滴大约在在现实中，雨滴大约在1.5km左右的高空形成并左右的高空形成并开始下落。计算一下，若该雨滴做自由落体运动，开始下落。计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样的雨滴吗到达地面时的速度是多大？遇到过这样的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8ms.为什么它们的差别会这么大？为什么它们的差别会这么大？参考解答参考解答:如果雨滴自由下落如果雨滴自由下落1.5km,则则实际上，从实际上，从1.5km下落已经不可能忽略空下落已经不可能忽略空气阻力了。因此不能看作自由下落。气阻力了。因此不能看作自由下落。练习练习:2.一物体从塔顶上自由下落,到达地面前最后1S内的位移是44.1m,求塔高是多少?(g=9.8m/s)解析:设物体从塔顶到地面所用的时间为t,则塔高 ,物体在 内的位移为 ,又:则可求出塔高.方向：方向：总是竖直向下总是竖直向下 同一地点，自由落体加同一地点，自由落体加速度相同。速度相同。通常取通常取g=9.8m/s2，粗略计算时可取粗略计算时可取g=10m/s2。在地球上得不同位置测得的在地球上得不同位置测得的g值不相同值不相同.赤道稍小、极点稍大、随纬度的增大而增大赤道稍小、极点稍大、随纬度的增大而增大.BA大大小：小：练习练习n n一物体在地球上做自由落体运动，由静止开始下一物体在地球上做自由落体运动，由静止开始下落落4.9m所用时间是所用时间是1s.该物体在月球上做自由落体该物体在月球上做自由落体运动，由静止开始下落运动，由静止开始下落1s的距离有多大？（已知的距离有多大？（已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的月球上的重力加速度是地球上重力加速度的16）分析分析：物体不论在地球上还是在月球上做自由落：物体不论在地球上还是在月球上做自由落体运动，都是初速度为零的匀加速直线运动。区体运动，都是初速度为零的匀加速直线运动。区别在于，二者的加速度不同。别在于，二者的加速度不同。解：故所求距离故所求距离3、从离地面、从离地面80m的空中自由落下一个小球，的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，不计空气阻力，g取取10m/s2，求：，求：（1）小球落到地面的时间）小球落到地面的时间（2）落下一半时间时的速度）落下一半时间时的速度（3）从开始下落的时刻起，第）从开始下落的时刻起，第1s内和最后内和最后1s内的位移内的位移 （1）4s （2）20m/s （3）5m 35m4、一个物体从塔顶上下落，在到、一个物体从塔顶上下落，在到达地面前最后达地面前最后1s内通过的位移是内通过的位移是塔高的塔高的 9/25，求塔高。（取，求塔高。（取g=10m/s2）125m5、一只小球自屋檐自由下落，在、一只小球自屋檐自由下落，在0.25s内通过高度为内通过高度为2m的窗子，的窗子，求窗口到屋檐高度是多少？求窗口到屋檐高度是多少？2.28m