2.4自由落体运动 ppt课件--（2019） 新人教版高中物理高一上学期必修一.pptx

1、2.4 自由落体运动自由落体运动 匀变速直线运动的研究 【新课导入】站在高层建筑物上，让轻重不同的两个物体从同一高度同时落下，你认为哪个物体下落得快？在教室内拿两张同样大小的纸，将其中一张揉成一个团。让纸团和另一张纸在同样的高度落下，看看哪一个下落得快？结合实验及生活中的经验，讨论：什么因素影响物体下落的快慢？逻辑的力量V128V1=8V2=44v128【演示实验】【结论】影响落体运动快慢的因素是_的作用，在没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢_。问题：没有空气阻力，轻重物体谁下落得快？器材：真空实验室结论：没有空气阻力，轻重物体下落得一样快实验探究： 定义：物体只在重力作用下

2、从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。条件：（1）静止即v0=0（2）只受重力，若受到空气阻力，当f空 G的情况， 当作自由落体运动。所以自由落体运动是一种理想运动。自由落体运动自由落体会是一个怎样的运动？用打点计时器研究自由落体运动的规律器材：打点计时器、纸带、 重物注意事项：1、用手拉直纸带2、静止释放重物3、先接通电源，后松手。最后关闭电源实验验证：方法一打点计时器纸带重物x1x2x5x4x3543210 0 2 3 4 5 6ABCDx1x2x3x1=0.80cmx2=1.07cm x3=1.34cmx =x2-x1= 1.07cm-0.80cmx3-x2=1.34cm-1.07cm

3、=0.27cm 在匀变速直线运动中，各个连续相等的时间里的位移之差是个恒量1性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。（4）自由落体加速度在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同。这个加速度就叫做自由落体加速度，也叫重力加速度，通常用g来表示。重力加速度g(自由落体加速度)a方向总是竖直向下的。b大小：g=9.8m/s2 ，粗略计算可用g=10m/s2cg随纬度的增加而增大 （赤道g最小，两极g最大) g随高度的增加而减小。g的大小：g=9.8m/s2 地 球 上 不同地方g值不同。 地 点 纬 度重力加速(ms-2)特 点 赤道 0 9.780 最小 广州广州232306069.

4、7889.788 武汉武汉303033339.7949.794 上海上海313112129.7949.794 东京东京353543439.7989.798 北京北京393956569.8019.801 纽约纽约404040409.8039.803 莫斯科莫斯科555545459.816 9.816 北极90 9.832 最大标准值：g9.806 65 m/s2(5)规律：用 v0=0，a = g，x=h替代前面的匀变速直线运动的常用公式，则其运动规律可表示为:匀变速直线运动的特殊规律在此也同样适用匀加速直线运动自由落体运动vg t221hgth22gv vv0+ataxvv22022021at

5、tvxv0=0自由落体运动的应用（一）测高度212hgt比如测一口井的深度,测楼房的高度等等.解：由题意物体做自由落体运动，t=2s，g取9.8m/s2所以例1.为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音。求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。mssmgth6 .19)2(/8 .92121222自由落体运动的应用（二）测反应时间212hgt2htg人从发现情况到做出反应所需的时间叫反应时间1关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( )A重的物体的g值大B同一地点,轻重物体的g值一样大Cg值在地球上任何地方都一样大Dg值在赤道处

6、大于在北极处B2自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的( )B3. 在离地面7.2 m处，手提2.2 m长的绳子的上端如图所示，在绳子的上下两端各拴一小球，放手后小球自由下落（绳子的质量不计，球的大小可忽略，g10 m/s2）求：（1）两小球落地时间相差多少？（2）B球落地时A球的速度多大？5、屋檐隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示，g 取10m/s2 ，则此屋檐离地面的距离为（ ）A、2.2m B、2.5m C、3.0m D、3.2mD例1：从离地面80 m处自由落下一个小球,取g=10 m/s2,求:

7、 (1)小球经过多长时间落到地面。(2)小球开始下落后第1 s内的位移和最后1 s内的位移。【答案】（1）4s （2）5m 35m24拓展提升（一题多解）例2：一矿井深为125 m,在井口每隔一定时间自由下落一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第一个小球恰好到达井底,则: (1)相邻小球开始下落的时间间隔是多少? (2)此时第3个小球和第5个小球相距多远?(取g=10 m/s2)【答案】(1)0.5 s(2)35 m【总结与归纳】什么叫自由落体运动？自由落体运动的 条件是什么？物体只在重力作用下从静止开始下落的运动， 叫做自由落体运动。自由落体运动的性质？自由落体运动是初速度为零的匀加

8、速直线运动。重力加速度的大小和方向如何？大小：g=9.8m/s2 方向：竖直向下如何用匀变速直线运动的规律解自由落体问题？ v = gth = gt2v= 2gh21 物体下落的快慢由物体的重量决定，物体越重下落的越快。历史的争论历史的争论拓展 意大利物理学家、意大利物理学家、天文学家天文学家 伽利略伽利略你错了！ 物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关。逻辑的力量逻辑的力量问题问题: :伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？伽利略是怎样论证亚里士多德的观点是错误的？=4=42v=8=81v4 8812v （问题）： 既然物体自由下落跟质量无关，那么它到底遵循什么样的规律呢？ 伽利略用推

9、论否定了亚里士多德的观点后，如何研究落体运动的性质？他遇到了哪些困难？如何解决？伽利略的探索之路伽利略的探索之路困难一.没有描述物体运动所需的概念。 下落物体的速度是随时间均匀增加的，即则：测瞬时速度V与时间t成正比 tv tV 1 .大胆的猜测：困难二 ： 瞬时速度无法准确测量 为了解决测量瞬时速度的困难，伽利略寻求的途径（思维的作用） 则：测下落的高度与时间t2 2成正比 tV 2xt 困难三： 物体下落很快，很难测定不同位移的时间 （思维）为了减缓物体下落速度，伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。 若若 v0 0 ，且，且 v t 必有必有 x t 2 00v 3x15x13 .实

10、验验证实验验证困难一困难一：无法直接测定瞬时速度：无法直接测定瞬时速度突破：突破： 间接验证间接验证tttx1x2x3困难二困难二：落体运动时间太短，无法准：落体运动时间太短，无法准 确测量确测量突破：突破：“冲淡冲淡”重力，使其加速度减重力，使其加速度减 小，运动减慢小，运动减慢将铜球从斜槽的不同位置由静止下落，伽利略手稿中记录的一组实验数据结果表示为：伽利略发现，斜面的倾角不同，上述比例关系同样成立，只是这个常数的随着的增大而增大。2. 2.实验验证 ：时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104常数233222211xxxttt3. 3.合理外推

11、伽利略用斜面实验验证了后，怎样说落体运动也符合这个规律？合理外推：合理外推：随着角度的增大， 的数值在增大。当=900时，即物体竖直下落时，这个关系也应该成立，这时的数值最大。2tx 至此，他终于成功地验证了原先的猜想，不但否定了亚里士多德的错误论断，而且得到了物体下落的规律。 意义：伽利略的成功，不仅在与找到了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路。伽利略在寻找自由落体运动规伽利略在寻找自由落体运动规律中使用的方法：律中使用的方法：对现象的一般观察提出假设运用逻辑(包括数学)得到推论实验验证推论对假设进行修正和推广超越伽利略超越伽利略 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”，采用现代化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、“定位”，直接研究落体运动的性质。 现代研究落体运动的方法 ： 1、“自由落体频闪照片”求加速度 2 、用打点计时器研究纸带求出加速度 3、其它方法（测速计等） 人们采用先进的实验手段测得： 一切物体的自由落体的加速度都相同，这个加速度叫重力加速度重力加速度，用g表示。通常的计算，g值取9.8m/s2实际意义实际意义 ：当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时，即fG时。从静止开始的竖直下落运动，可以按自由落体运动处理。