自由落体运动规律.ppt

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1、自 由 落 体 运 动 规 律田家炳实验中学 刘爱华高中一年级物理必修（高中一年级物理必修（1）第二章第二节）第二章第二节自由落体运动是只在自由落体运动是只在 的作的作用下用下, 从从 开始下落的运动。开始下落的运动。思考：重力重力静止静止自 由 落 体 运 动 规 律第二章第二节第二章第二节一、探究过程一、探究过程4、实验验证、实验验证3、数学推理、数学推理1、展示问题、展示问题2、猜想与假设、猜想与假设5、得出结论、得出结论 1 1、展示问题、展示问题 图是打点计时器记录的自由落体运图是打点计时器记录的自由落体运动的轨迹。怎样通过纸带的信息得出自由落体运动动的轨迹。怎样通过纸带的信息得出自

2、由落体运动规律呢？规律呢？图图2-2-1A BCDEF单位单位mm1.99.65.813.417.31.97.7 17.3 30.7 48.0 2、猜想与假设、猜想与假设我们已经知道，做自由落体运动的物体只受我们已经知道，做自由落体运动的物体只受重力的作用，这个力是不变的。自由落体运动是重力的作用，这个力是不变的。自由落体运动是一种变速运动，所以我们有理由猜想自由落体运一种变速运动，所以我们有理由猜想自由落体运动是动是匀变速直线运动匀变速直线运动。 假设自由落体运动是匀变速直线运动，则物体在假设自由落体运动是匀变速直线运动，则物体在t时时刻的速度为刻的速度为: vt at 物体做初速度为零的匀

3、加速直线运动物体做初速度为零的匀加速直线运动(vo 0)，在头，在头 ts内的平均速度与内的平均速度与ts末速度的关系为：末速度的关系为：3、数学推理、数学推理平均速度的定义知平均速度的定义知 vts 综合综合式可得到自由落体运动的物体，其位移随式可得到自由落体运动的物体，其位移随时间变化的关系为：时间变化的关系为：s at2 21vt v21物体运动物体运动位移位移（m）时间时间（s s）加速度加速度(ms-2)AB1.9103AC7.7103AD17.3103AE30.7103AF48.0103 5、得出结论、得出结论 自由落体运动是自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动初速度为零的匀变

4、速直线运动， 其加速度是一个常量。其加速度是一个常量。4、实验验证、实验验证 0.02 0.04 0.06 0.08 0.109.5009.6259.6119.5949.600结论结论:在误差范在误差范围内，加速度围内，加速度不变不变,由此可证由此可证明自由落体运明自由落体运动是一种匀变动是一种匀变速度直线运动速度直线运动 有其它的方法证明自由落体运动是匀变速直线运动吗有其它的方法证明自由落体运动是匀变速直线运动吗? 通过测量位移和时间通过测量位移和时间,求出物体在某一时刻的速求出物体在某一时刻的速度度,根据其速度的增加是否均匀根据其速度的增加是否均匀,也可以验证我们的也可以验证我们的猜想猜想

5、. 自由落体运动物体在某一时刻的速度为：自由落体运动物体在某一时刻的速度为：vt ts2讨论与交流讨论与交流2、如果在图、如果在图221所示的纸带上选段或段所示的纸带上选段或段求的瞬时速度求的瞬时速度vc,怎么求？怎么求？是；是； 9. 8mS2；是；是1、如图、如图221所示的自由落体运动的纸带的加速度所示的自由落体运动的纸带的加速度是不变的吗？物体做自由落体运动时的加速度有多大？所是不变的吗？物体做自由落体运动时的加速度有多大？所有做自由落体运动物体的加速度都是一样的吗？有做自由落体运动物体的加速度都是一样的吗？答：答：解：设相邻两点间的时间间隔为解：设相邻两点间的时间间隔为T，在纸带上选

6、取，在纸带上选取BD段段如果选取如果选取AE段段 提示：提示：匀变速直线运动的物体在某段的时间中间时刻的瞬时匀变速直线运动的物体在某段的时间中间时刻的瞬时速度等于物体在这段时间内的平均速度。即速度等于物体在这段时间内的平均速度。即 v2tv图图2-2-1A BCDEF单位单位mm1.99.65.813.417.3TscBDv2=smsm385. 0=02. 02104 .153TscAEv4=smsm384. 0=02. 04107 .303二、自由落体运动的性质二、自由落体运动的性质: 1）运动性质：）运动性质： 自由落体运动是初速度为零的匀加速自由落体运动是初速度为零的匀加速 直线运动直线

7、运动 2）自由落体运动的加速度）自由落体运动的加速度 在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度 相同相同,叫叫重力加速度重力加速度或或自由落体加速度自由落体加速度，用，用g表示。表示。 g的大小：的大小：g 9. 8mS2 粗略运算时可取粗略运算时可取 g 10mS2 g的方向：的方向：总是竖直向下总是竖直向下 地 点 纬 度重力加速(ms-2) 特 点 赤道 0 9.780 最小 广州2306 9.788 武汉3033 9.794 上海3112 9.794 东京3543 9.798 北京3956 9.801 纽约4040 9.803 莫斯科55

8、45 9.816 北极90 9.832 最大 三三、自由落体运动的规律、自由落体运动的规律:速度和时间的关系：速度和时间的关系： vt gt位移和时间的关系：位移和时间的关系：s gt221 例：屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自例：屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从由落体运动。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？ （取（取g10mS2 ) 解：选取水滴最初下落点为位移的起点，竖直向下为正方向。解：选取水滴最初下落点为位移的起点，竖直向下为正方向。由自由落体运动规律知由自由

9、落体运动规律知代入数据得代入数据得 14ms即水滴下落到地面的瞬间，速度大约是即水滴下落到地面的瞬间，速度大约是14ms由由、式消去式消去t得得s gt2 - vt gt -21vt gs2vt gs2ms10102 P32 讨论与交流讨论与交流 雨滴在下落过程受到了空气阻力的作用雨滴在下落过程受到了空气阻力的作用,速度越大速度越大,空气阻力越大空气阻力越大.因此雨滴在整个下落过程不能看作是自因此雨滴在整个下落过程不能看作是自由落体运动由落体运动.例：从六楼无初速掉下一个果核，每层楼高为例：从六楼无初速掉下一个果核，每层楼高为3m，求，求果核下落到地面时的速度大约是多少？果核下落到地面时的速度

10、大约是多少？ 高空坠物高空坠物!解：解： 212Sgt221 51 .7 31 0stssg10 1.73 /17.3 /tvgtm sm s这个速度意味着什么呢？这个速度意味着什么呢？ 汽车一般行使的速度约为汽车一般行使的速度约为60km/h，也就是，也就是16.67m/s。果核从六楼掉下来的速度比汽车一般行使的速度还要果核从六楼掉下来的速度比汽车一般行使的速度还要大。将对人造成极大的伤害，甚至会威胁到人的生命。大。将对人造成极大的伤害，甚至会威胁到人的生命。 自由落体运动的应用测反应测反应时间时间 方法方法: :记录直尺下落的位移，记录直尺下落的位移，根据自由落体运动规律和已知的根据自由落

11、体运动规律和已知的g g值来计算反应时间值来计算反应时间t t 1、不同的物体做自由落体运动的加速度是、不同的物体做自由落体运动的加速度是由由 产生的，都为产生的，都为 。 课堂练习课堂练习 重力重力9. 8mS22、对于自由落体运动的说法正确的是（）、对于自由落体运动的说法正确的是（）物体开始下落时速度为零，加速度也为零物体开始下落时速度为零，加速度也为零物体下落过程中速度增加，加速度保持不变物体下落过程中速度增加，加速度保持不变物体下过程中速度和加速度同时增大物体下过程中速度和加速度同时增大物体下落过程中速度的变化率是个恒量物体下落过程中速度的变化率是个恒量四、小结v自由落体加速度(重力加速度)v自由落体运动的规律v自由落体运动规律的实际应用自由落体运动的性质五、布置作业：五、布置作业：33第第3、4题题