自由落體運動及經(jīng)典例題講解

1、第4節(jié)自由落體運動自由落體運動理解領(lǐng)悟落體運動是一種常見的運動。本節(jié)課通過實驗，分析得出自由落體運動的規(guī)律，明確重力加速度的意義，從而對自由落體運動規(guī)律有具體、深入的認識。基礎(chǔ)級1.物體下落的幾個小實驗物體下落的幾個小實驗請自己動手做如下的幾個小實驗：（1）燒斷懸線讓小球由靜止開始下落；（2）讓等面積的鐵片和紙片從等高處由靜止開始下落；（3）讓等重的紙片和紙團從等高處由靜止開始下落；（4）讓鐵片和輕紙團從等高處由靜止開始下落。從以上小實

2、驗，你觀察到了什么現(xiàn)象？又得到了什么啟發(fā)從小實驗（1）可以看到：燒斷懸線后，小球在重力的作用下，由靜止開始沿豎直方向下落，其下落速度越來越快。那么，物體下落的快慢與哪些因素有關(guān)呢？從小實驗（2）可以看到：等面積的鐵片比紙片下落得快，似乎重的物體比輕的物體下落得快。果真是這樣嗎？從小實驗（3）可以看到：等重的紙片比紙團下落得慢。從小實驗（4）可以看到：鐵片和輕紙團下落的快慢程度幾乎相同。小實驗（3）和（4）說明，物體下落的快慢并不決定于物

3、體的輕重，而是與物體受到的空氣阻力有關(guān)。等面積的鐵片比紙片下落得快，是由于鐵片受到的空氣阻力?。坏戎氐募埰燃垐F下落得慢，是由于紙片受到的空氣阻力大；鐵片和輕紙團下落的快慢程度幾乎相同，說明在空氣阻力很小的情況下，重的物體下落并不比輕的物體快多少。那么，我們有理由提出這樣的猜想：在同一地點，如果沒有空氣阻力，不同物體只在重力作用下從靜止開始下落，其下落的快慢程度應(yīng)該是相同的。2.“錢毛管”實驗“錢毛管”實驗為了證實上述猜想，需要創(chuàng)設(shè)一個

4、沒有空氣的環(huán)境，即真空環(huán)境。如教材“走進物理課堂之前”圖4所示，在玻璃管內(nèi)放有雞毛和銅錢（此管叫做“錢羽管”），當管內(nèi)存有空氣時，雞毛比銅錢明顯下落得慢。把管內(nèi)抽成真空，可以觀察到雞毛與銅錢下落的快慢程度沒有區(qū)別。“錢羽管”實驗表明：若只受重力作用，不同物體在同一地點所做的落體運動是完全相同的。3.關(guān)于自由落體運動關(guān)于自由落體運動物體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。因此，物體做自由落體運動必須同時滿足兩個條件：一是

5、物體只受重力作用，除此之外不受其他力的作用；二是從靜止開始下落，不能有初速度。請思考：從停在空中用降落傘放下的救災(zāi)物資的運動是否是自由落體運動？為什么？從水平飛行的飛機上落下的重物的運動是否是自由落體運動？為什么？從正在上升的氣球中落下的重物的運動是否是自由落體運動？為什么？從停在空中用降落傘放下的救災(zāi)物資的運動不是自由落體運動，因為降落傘還受到空氣阻力的作用；從水平飛行的飛機上落下的重物的運動和從正在上升的氣球中落下的重物的運動，也都

6、不是自由落體運動，因為從水平飛行的飛機上落下的重物具有水平方向的初么原因呢？你能嘗試解釋這個規(guī)律嗎？原來，重力加速度是由重力產(chǎn)生的，而重力是由于地球的吸引使物體受到的力。地球并不是一個標準的球體，而是略為扁一些，地球的極半徑要比赤道半徑略短些。這樣，同一物體在兩極地區(qū)受到地球的吸引作用要比在赤道地區(qū)略大些，從而兩極地區(qū)的重力加速度要比赤道地區(qū)的略大些。你還可以進一步猜想：重力加速度將隨物體所處高度的變化而如何變化呢？物體所處的高度越高，

7、離地球就越遠，地球?qū)λ奈饔镁驮叫?，從而重力加速度就越小?.測定反應(yīng)時間測定反應(yīng)時間我們把從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動所經(jīng)過的時間叫做反應(yīng)時間。本節(jié)教材在“做一做”欄目中介紹了用直尺下落測定反應(yīng)時間的一種方法。這一測定方法的原理很簡單：根據(jù)直尺下落的高度x，由自由落體運動位移公式，可導(dǎo)出計算反應(yīng)時間的表達式221gtx?。gxt2?值得注意的是，測定反應(yīng)時間的實驗必須由兩個人完成。如果是一個人用左手捏住刻度尺的頂端，右手準備握尺，測得

8、的長度不能用作計算反應(yīng)時間的下落高度。因為反應(yīng)時間是指人對外界刺激信息做出反應(yīng)的時間。當測出刻度尺下落高度時，還可以再做下面的實驗加以驗證：還請這位同學(xué)用手捏住刻度尺的頂端，從尺子的頂端開始計算，你準備握住尺子的手向上移至測出的刻度尺下落的高度以內(nèi)。當那位同學(xué)放開手后，你能不能再握住這把尺子？實驗結(jié)果表明，你無論如何努力都不可能再握住尺子。想一想是什么道理？另外，你還可以利用課外時間，將全班同學(xué)反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)分析處理，在一把尺子上定標，

9、制作“反應(yīng)時間標度尺”。10.測定“傻瓜”照相機曝光時間測定“傻瓜”照相機曝光時間本節(jié)“做一做”欄目中測量“傻瓜”照相機曝光時間的內(nèi)容有一定的實際意義，問題緊密聯(lián)系實際，而且有一定的難度，難度在于如何把一個實際問題抽象為一個物理問題。由石子下落的徑跡可知，A、B間的距離約為兩塊磚的厚度，即xAB=26cm=0.12m。設(shè)石子由起落點到A、B兩點所經(jīng)歷的時間分別為tA、tB，A點距起落點的距離為xA，則由自由落體運動位移公式，得，。gxt