自由落體運動的規(guī)律課件

1、2.2 自由落體運動的規(guī)律,1、認識自由落體運動，知道影響物體下落快慢的因素，理解自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。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、能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關的運動軌跡并能自主進行分析4、掌握自由落體運動規(guī)律，并能夠運用自由落體規(guī)律解決實際問題。,回顧：人們對落體運動的認識過程,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動，叫做自由落體運動。 “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動，它們的運動情況是相同的。,物體自由下落的運動有何特點？,頻閃照相的方法研究物體的自由下落,結(jié)論：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,一、自由落體運動1. 定義: 物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動，叫自由落體運動。2. 特點:⑴v0=0，是加速運動；⑵只受重力作用；⑶軌跡是直線。,注意：

3、1.自由落體運動是一種理想化的運動模型，是指物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。2.自由落體運動的兩個基本特征： ①初速度為零 ②只受重力 我們常見的物體的自由下落運動不是嚴格意義上的自由落體運動，因為物體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，可以忽略不計時，物體的下落才可近似地看作自由落體運動。,二、自由落體加速度g（重力加速度

4、）1.定義：在同一地點，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^多種方法用實驗測定，在地球上的不同地方 g不同,用打點計時器來研究自由落體運動。,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??；③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的，緯度低處g小，緯度高處g大。,一些地點重力加速度的標準數(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、自由落體運動的速度根據(jù)加速度的定義，在自由落體運動中，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動時間成正比,四、自由落體運動的位移1、勻速運動的位移x=vt,公式法,,,v,t,,圖象法,,結(jié)論：勻速直線運動的位移就是v–t 圖線與縱、橫 軸所夾的矩形“面積”。,,,面積也有正負,面積為正,表示位移的方向為正方向;面積為負,表示位移的方向為負方向.,思考：自由落體運動的位移與它的v－t圖象是否也有類似的關系？,下圖是一位往屆同學所做的“探究小車的運動規(guī)律”的測

7、量記錄（見下表），表中“速度”一行是這位同學用某種方法（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驗中小車從位置0到位置5的位移？學生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，得到的位移比實際位移要小。后面的幾項也有同樣的問題。學生A：老師要求的是“估算”，這樣做是可以的。,點評： 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、如果當初實驗時時間間隔不是取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)了什么科學思想？科學思想方法：先把過程無限分割,以“不變”近似代替“變”,然后再進行累加的思想 。----“微元法”,,劉徽的割圓術,2、自由落體運動的位移,此科學思想方法能否應用到自由落體運動的v-t圖象上？,思考3,設計方

10、案:從v-t圖象中探究自由落體運動的位移,,自由落體運動的位移仍可用圖線與坐標軸所圍的面積表示,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。,自由落體運動的規(guī)律自由落體運動公式,應用一,從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應行動所經(jīng)過的時間叫反應時間,1.思考一下，測定反應時間的原理是什么？2.請同學們兩人一組

11、親自動手做一次，測定自己的反應時間。,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時間。,應用二,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，雨滴下落的運動可以看成自由落體運動，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