第一节探究自由落体运动(精品).ppt

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1、第二章第二章 匀匀变速直速直线运运动第5节 自由落体运动学习目标：学习目标：1 1知道物体做自由落体运动的条件；知道物体做自由落体运动的条件；2 2通过实验探究自由落体运动通过实验探究自由落体运动加速度加速度的大小，的大小，建立建立重力加速度重力加速度的概念，知道重力加速度的的概念，知道重力加速度的方向方向、在地球上的不同地方重力加速度的大小不同、通在地球上的不同地方重力加速度的大小不同、通常情况下常情况下g g取取9.8m/s9.8m/s2 2；3 3掌握自由落体运动的特点和规律。掌握自由落体运动的特点和规律。物体下落的运动是一种常见的运动。雨滴的下落苹果的下落伞兵的下落从从同一高度由静止开

2、始同时释放一枚硬币和一张纸片，观察同一高度由静止开始同时释放一枚硬币和一张纸片，观察哪个哪个下落的快下落的快？硬币硬币下落的快下落的快实验一把纸片揉成纸团，重复实验把纸片揉成纸团，重复实验一一，再观察，再观察哪个下落的快哪个下落的快？两者几乎同时落下两者几乎同时落下实验二探究探究1：什么：什么因素影响物体下落的快慢呢？因素影响物体下落的快慢呢？原因：空气阻力对下落快慢的影响原因：空气阻力对下落快慢的影响探究探究2 2：牛顿管实验：无空气影响时，物体下落：牛顿管实验：无空气影响时，物体下落的快慢？的快慢？现象：现象：。结论：结论：。抽气后，就排除了抽气后，就排除了 的影响的影响空气空气在真空中同

3、时落地在真空中同时落地在真空中下落快慢与物体的重量无关在真空中下落快慢与物体的重量无关视频1 1、定义：、定义：物体物体 只在重力作用下只在重力作用下 从从 静止静止 开始下落的运动。开始下落的运动。自由落体运动2 2、条件：、条件：v v0 0=0=0只受重力只受重力注：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，注：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。物体的下落也可以近似看作自由落体运动。【典例典例1 1】张三同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景张三同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景中选出处于不同状态的四种物体进行探究，你认为哪一个选中选出处于不同状

4、态的四种物体进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做运动是自由落体运动（项中的物体所做运动是自由落体运动（）A.A.枫叶的自由下落的运动枫叶的自由下落的运动 B.B.从桌边由静止开始滑落的钢笔的运动从桌边由静止开始滑落的钢笔的运动 C.C.被运动员推出去的铅球的运动被运动员推出去的铅球的运动 D.D.从水面自由落到水底的石子的运动从水面自由落到水底的石子的运动【解题探究解题探究】（1 1）分析上述物体的初速度，初速度为零的有：）分析上述物体的初速度，初速度为零的有：。（2 2）上述物体只受重力或所受阻力远小于重力的有：上述物体只受重力或所受阻力远小于重力的有：。枫叶、钢笔、石子枫叶、钢笔、石子钢

5、笔、铅球钢笔、铅球 B B怎样探究自由落体运动的特点呢怎样探究自由落体运动的特点呢问题问题:直观判断直观判断（1 1）轨）轨迹是直线迹是直线（2 2）运动）运动得得越来越来越越快快猜想猜想：初初速度为速度为零的零的加速加速直线运直线运动。动。思考：思考：是变加速？还是匀加速？是变加速？还是匀加速？采采取什么方式取什么方式来研究来研究它？它？实验装置：实验装置：S1=5.27cmS2=5.66cmS3=6.05cmS4=6.43cmS5=6.82cmS6=7.21cmS7=7.60cmT=0.02s探究探究3 3：用打点计时器研究自由落体运动：用打点计时器研究自由落体运动实验视频利用纸带验证重物

6、下落的运动特征利用纸带验证重物下落的运动特征 序号相等时间的位移连续相等的时间间隔T内的位移之差结论1S1=5.27cm -2S2=5.66cmS1=S2-S1=3S3=6.05cmS2=S3-S2=4S4=6.43cmS3=S4-S3=5S5=6.82cmS4=S5-S4=6S6=7.21cmS5=S6-S5=7S7=7.60cmS6=S7-S6=S=aT20.39cm0.39cm0.39cm0.39cm0.38cm0.38cm0.39cm0.39cm0.39cm0.39cm0.39cm0.39cm 在误差在误差允许的范允许的范围内，各围内，各个连续相个连续相等的时间等的时间间隔间隔T内内的

7、位移之的位移之差是个恒差是个恒量，即量，即实验结论实验结论1、自由落体运动的特点：、自由落体运动的特点：自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。的匀加速直线运动。2 2、自由落体运动加速度（重力加速度、自由落体运动加速度（重力加速度g g）更换不同物体重复实验，计算得到的加速度均是相更换不同物体重复实验，计算得到的加速度均是相同的。同的。经过大量实验和理论论证：在同一地点，任何物经过大量实验和理论论证：在同一地点，任何物体的体的自由落体加速度都相同自由落体加速度都相同，与质量无关与质量无关，而为一，而为一定值。定值。观察下表，你从表格中发现了什么规律？你能解释这个规律吗

8、？观察下表，你从表格中发现了什么规律？你能解释这个规律吗？地球上不同地方重力加速度的值大小不一样，一般地球上不同地方重力加速度的值大小不一样，一般随着纬度的增大而增大，赤道处重力加速度随着纬度的增大而增大，赤道处重力加速度g值较小，值较小，两极两极g值较大。值较大。重力加速度的大小规律：重力加速度的大小规律：（1 1）在地球上不同地方，重力加速度的值略有不同，）在地球上不同地方，重力加速度的值略有不同，用用“g g“表示，表示，g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，方向竖直向下。，方向竖直向下。（2 2）在地球上的不同地方，重力加速度的值略有不同，）在地球上的不同地方，重力加速度的值略有不同

9、，从赤道到两极，随着纬度的增大，从赤道到两极，随着纬度的增大，g g值增大。值增大。（3 3）在通常的计算中，）在通常的计算中，g g取为取为g=9.8m/sg=9.8m/s2 2。在粗略的计。在粗略的计算中，还可以把算中，还可以把g g取为取为10m/s10m/s2 2。自由落体运动的规律自由落体运动的规律匀变速直线运动匀变速直线运动x=h自由落体运动自由落体运动V V0 0=0 a=g=0 a=g【典例典例2 2】（多选题）关于自由落体运动，下列说法（多选题）关于自由落体运动，下列说法正确的是（正确的是（）A.A.不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是不同的不同的物体做自由落体运动，它

10、们的运动规律是不同的 B.B.自由落体运动的加速度与物体的质量大小无关自由落体运动的加速度与物体的质量大小无关 C.C.物体在空气中从静止开始下落的运动一定都是自由落体运物体在空气中从静止开始下落的运动一定都是自由落体运动动 D.D.自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为0 0，加速度为，加速度为g g的竖直向下的匀加的竖直向下的匀加速直线运动。速直线运动。BDBD【典例典例3 3】为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由下落，经过自由下落，经过3s3s后听到石块击水的声音，估算井口到水面的后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。（

11、取距离。（取g=10m/s2）解：设井口到水面的距离为解：设井口到水面的距离为h，则，则 考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？大还是偏小？偏大偏大测高度测高度【典例典例4 4】从离地面从离地面500m500m的空中自由落下一个小球，的空中自由落下一个小球，空气阻力空气阻力忽略不计，忽略不计，取取g=10m/sg=10m/s2 2,求求：（1 1）小球经过多长时间到达地面？）小球经过多长时间到达地面？（2 2）小球到达地面的速度有多大？）小球到达地面的速度有多大？解解：（：（1 1）设小球经过）设小球经过t t时间到达地面，

12、由时间到达地面，由 得得 （2 2）小球到达地面的速度为）小球到达地面的速度为v v，由，由 得得解解：（：（1 1）设小球经过）设小球经过t t时间到达地面，由时间到达地面，由 得得 （2 2）小球到达地面的速度为）小球到达地面的速度为v v，由，由 得得解解：（：（1 1）设小球经过）设小球经过t t时间到达地面，由时间到达地面，由 得得 （2 2）小球到达地面的速度为）小球到达地面的速度为v v，由，由 得得解解：（：（1 1）设小球经过）设小球经过t t时间到达地面，由时间到达地面，由 得得 小结小结4 4、自由落体加速度、自由落体加速度-重力加速度重力加速度“g g”，在通常的计算中

13、，在通常的计算中，取取g=9.8m/sg=9.8m/s，方向竖直向下。，方向竖直向下。5 5、自由落体运动的规律、自由落体运动的规律2 2、自由落体运动的条件：、自由落体运动的条件：V Vo o=0=0，只受重力，只受重力3 3、自由落体运动的特点：、自由落体运动的特点：自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为0 0的匀加速直线运动。的匀加速直线运动。1 1、自由落体运动的定义：、自由落体运动的定义：物体物体 只在重力作用下只在重力作用下 从从 静止静止 开始下落的运动。开始下落的运动。自由落体运动的应用自由落体运动的应用测反应测反应时间时间 人从发现情况到做出反应人从发现情况到做出反应所需的时间叫反应时间所需的时间叫反应时间【典例典例4 4】从离地面从离地面500m500m的空中自由落下一个小球，的空中自由落下一个小球，空气阻力空气阻力忽略不计，忽略不计，取取g=10m/sg=10m/s2 2,求求：（1 1）小球经过多长时间到达地面？）小球经过多长时间到达地面？（2 2）小球到达地面的速度有多大？）小球到达地面的速度有多大？（3 3）自开始下落计时，在第自开始下落计时，在第1s1s内的位移，最后内的位移，最后1s1s内的位移内的位移？