自由落體運(yùn)動的規(guī)律課件

1、2.2 自由落體運(yùn)動的規(guī)律,1、認(rèn)識自由落體運(yùn)動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。2、知道什么是自由落體的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。,3、能用打點(diǎn)計(jì)時器或其他實(shí)驗(yàn)儀器得到相關(guān)的運(yùn)動軌跡并能自主進(jìn)行分析4、掌握自由落體運(yùn)動規(guī)律，并能夠運(yùn)用自由落體規(guī)律解決實(shí)際問題。,回顧：人們對落體運(yùn)動的認(rèn)識過程,物體下落快慢不是由輕重來決定的，是空氣阻力的原因。物體

2、只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動。 “自由”的含義是只受重力、初速度為零。不同物體從同一高度做自由落體運(yùn)動，它們的運(yùn)動情況是相同的。,物體自由下落的運(yùn)動有何特點(diǎn)？,頻閃照相的方法研究物體的自由下落,結(jié)論：自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,一、自由落體運(yùn)動1. 定義: 物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動，叫自由落體運(yùn)動。2. 特點(diǎn):⑴v0=0，是加速運(yùn)動；⑵只受重力作用；⑶軌跡是直線。,注意：

3、1.自由落體運(yùn)動是一種理想化的運(yùn)動模型，是指物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動。2.自由落體運(yùn)動的兩個基本特征： ①初速度為零 ②只受重力 我們常見的物體的自由下落運(yùn)動不是嚴(yán)格意義上的自由落體運(yùn)動，因?yàn)槲矬w都受到空氣阻力的影響。只有在物體所受的空氣阻力與物體的重力相比很小，可以忽略不計(jì)時，物體的下落才可近似地看作自由落體運(yùn)動。,二、自由落體加速度g（重力加速度

4、）1.定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫做自由落體加速度。2.方向：豎直向下3.大?。和ㄟ^多種方法用實(shí)驗(yàn)測定，在地球上的不同地方 g不同,用打點(diǎn)計(jì)時器來研究自由落體運(yùn)動。,自由落體加速度g的測定,用頻閃照相來研究自由落體運(yùn)動,思考：給出兩種由頻閃照片求重力加速度的方法。,說明：重力加速度：g =9.8m/s2 (粗略計(jì)算時：g =10m/s2 )①重力加速度g的方向總是豎直向下的；②地球上同位置不

5、同高度處的重力加速度是不同的，高度低處g大，高度高處g?。虎鄣厍蛏喜煌恢玫闹亓铀俣纫话闶遣煌?，緯度低處g小，緯度高處g大。,一些地點(diǎn)重力加速度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值g/(m/s2),,赤道：g=9.780m/s2,北京：g=9.801m/s2,北極：g=9.832m/s2,莫斯科：g=9.816m/s2,三、自由落體運(yùn)動的速度根據(jù)加速度的定義，在自由落體運(yùn)動中，v0=0,a=g 因此，物

6、體下落經(jīng)過時間t的速度vt=gt即物體自由下落時其瞬時速度與運(yùn)動時間成正比,四、自由落體運(yùn)動的位移1、勻速運(yùn)動的位移x=vt,公式法,,,v,t,,圖象法,,結(jié)論：勻速直線運(yùn)動的位移就是v–t 圖線與縱、橫 軸所夾的矩形“面積”。,,,面積也有正負(fù),面積為正,表示位移的方向?yàn)檎较?面積為負(fù),表示位移的方向?yàn)樨?fù)方向.,思考：自由落體運(yùn)動的位移與它的v－t圖象是否也有類似的關(guān)系？,下圖是一位往屆同學(xué)所做的“探究小車的運(yùn)動規(guī)律”的測

7、量記錄（見下表），表中“速度”一行是這位同學(xué)用某種方法（方法不詳）得到的物體在0、1、2……5幾個位置的瞬時速度。原始的紙帶沒有保存。,以下是關(guān)于這個問題的討論。老師：能不能根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，用最簡便的方法估算實(shí)驗(yàn)中小車從位置0到位置5的位移？學(xué)生A：能?？梢杂孟旅娴霓k法估算：x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋0.11×0.1＋1.38×0.1＝ ……,學(xué)生

8、B：這個辦法不好。從表中看出，小車的速度在不斷增加，0.38只是0時刻的瞬時速度，以后的速度比這個數(shù)值大。用這個數(shù)值乘以0.1 s，得到的位移比實(shí)際位移要小。后面的幾項(xiàng)也有同樣的問題。學(xué)生A：老師要求的是“估算”，這樣做是可以的。,點(diǎn)評： 兩個人說得都有道理。這樣做的確會帶來一定誤差，但在時間間隔比較小、精確程度要求比較低的時候，可以這樣估算。 要提高估算的精確程度，可以有多種方法。 其中一個方法請大家考慮：

9、如果當(dāng)初實(shí)驗(yàn)時時間間隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同樣用這個方法計(jì)算，誤差是不是會小一些？如果取0.04 s、0.02 s …… 誤差會怎樣？ 歡迎大家發(fā)表意見。,思考2:這個材料中體現(xiàn)了什么科學(xué)思想？科學(xué)思想方法：先把過程無限分割,以“不變”近似代替“變”,然后再進(jìn)行累加的思想 。----“微元法”,,劉徽的割圓術(shù),2、自由落體運(yùn)動的位移,此科學(xué)思想方法能否應(yīng)用到自由落體運(yùn)動的v-t圖象上？,思考3,設(shè)計(jì)方

10、案:從v-t圖象中探究自由落體運(yùn)動的位移,,自由落體運(yùn)動的位移仍可用圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示,結(jié)論,收獲：由圖可知：三角形OAB的面積S=AB×OA/2代入各物理量得：又v=gt得：,三角形的面積就代表做自由落體運(yùn)動物體在0到t（此時速度為v）這段時間的位移。,自由落體運(yùn)動的規(guī)律自由落體運(yùn)動公式,應(yīng)用一,從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動所經(jīng)過的時間叫反應(yīng)時間,1.思考一下，測定反應(yīng)時間的原理是什么？2.請同學(xué)們兩人一組

11、親自動手做一次，測定自己的反應(yīng)時間。,操作：一個人捏住尺子的上端，保持直尺豎直不動，另一個人手指呈捏的姿勢，在直尺的下端零刻度處等待。前者釋放，后者捏住。注意后者要緊盯著前者的手，且在捏的過程中手不能上下移動。讀數(shù)：直尺下落的距離h.處理：根據(jù)位移公式h＝gt2/2可計(jì)算出直尺下落的時間。結(jié)論：直尺下落的時間就是你的反應(yīng)時間。,應(yīng)用二,H＝gt2/2,,測量懸崖、峽谷的高度,1.在忽略空氣阻力的情況下，讓石塊和木塊從同一高度同時

12、由靜止下落，下列說法正確的是（ ）A.重的石塊先落地B.輕的木塊先著地C.在著地前的任一時刻，二者具有相同的速度和相同的位移D.兩者在下落這段時間內(nèi)的平均速度相等,CD,2.一個物體從19.6m高的地方自由下落，問經(jīng)過多長時間落到地面？它落到地面時的速度是多少？解：由公式物體落地時的速度為vt=gt=9.8×2.0m/s=19.6m/s,3.雨滴通常從1500m左右的高度落下，如果沒有空氣阻力，經(jīng)過多長時

13、間落到地面？落到地面時的速度是多少？解：如果沒有空氣阻力，雨滴下落的運(yùn)動可以看成自由落體運(yùn)動，由公式 得雨滴落地時的速度為vt=gt=9.8×17.5m/s=171.5m/s,討論：實(shí)際上雨滴落到地面的速度不超過8m/s，說明物體從很高的地方下落時，空氣阻力是不可忽略的，有時空氣阻力可以大到等于物體的重力。,4.一小球從樓房上空距地面45m高處自由下落，小球經(jīng)樓頂?shù)降孛娼?jīng)歷時間為1s，則樓高為多少？（g