2015.10.202.2自由落体运动规律(粤教版高一物理).ppt

第二章 探究匀变速直线运动的规律 规则： 一张百元钞票，老师捏住它的顶端，同学用 两个手指放在钞票的中部做好捏住钞票的准 备，但注意在老师松手之前同学们的手的任 何部分都不能碰到钞票，当看到老师松手时 ，同学们就立刻去捏钞票。 小游戏 1、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 复习：自由落体运动 (3)轨迹是一条直线 (4)速度越来越大由纸带分析得: 2、特征：（1）初速度为零 （2）仅受重力 接下来，我们要怎么去探究自由落体运动更深层次规律呢？ 研究思路： 3.验证验证实验数据是否与推理中的位移和速度公式相符合，进 而确定猜想的正确性。 1.猜想自由落体运动是什么样的加速运动。 2.推理在猜想前提下，推导出自由落体运动的位移和速度与时间 的关系。 孰是孰非 ? 猜想1：自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动。 猜想2：自由落体运动是一种初速度为零的变加速直线运动 。 自由落体运动是一种什么样的运动呢？ 一、猜想 二、推理推导自由落体运动的S和v与t的关系 1 1、自由落体运动的速度公式：、自由落体运动的速度公式： 位移公式怎么推导呢? 疑问：如果自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运 动，那应该具有位移和速度应该有什么规律？ 回顾：匀变速直线运动的图象 v/(ms-1) 0t/s v0 vt t (t,vt ) 位移可用v-t 图象与坐标 轴所围的面 积计算，即 图中“三角形 ”面积等于位 移S。 (t,vt ) t t/s t 0t/s t vt 0t/s t v/(ms-1) vt 0t/s t (t,vt ) v/(ms-1) vt 0t/s t (t,vt ) v/(msv/(ms -1 -1 ) ) vt 0t/s t 2、由三角形面积等于位移知: 位移公式、平均速度公式 v/(msv/(ms -1 -1 ) ) 0 0 t/st/s v v t t t t (t,vt ) 结合速度公式 t/2 3、平均速度公式 有自由落体运动的位移公式 ： 扩展提高 v/(ms-1) 0 t/s vt (t,v(t,v t t ) ) t/2 注意：从图中容易看出 ，此点既代表平均速度 ，又是时间中点的瞬时 速度 4、因此可得一个求 瞬时速度的公式 例： 单位:mm A BCDEF 如何验证小纸带有大用处！ A BCDEF 单位：mm 如何验证试验数据是否与速度公式、位移公式相符合 ？ ? 17.313.69.61.95.8 三、验证验证实验数据是否与推理中的公式相符合， 进而确定猜想的正确性 A BCDEF 1.95.89.613.617.3 单位:mm A BCDEF 1.95.89.613.617.3 验证位移公式 问题：得到的试验数据是否符合位移公式？ 4.85 3.12 1.76 0.77 0.190.02 0.04 0.06 0.08 0.10 4.75 4.81 4.89 4.88 4.85 A-F A-E A-D A-C A-B s/t2的值 (m/s2) 运动位移 s(cm) 运动时间 t(s) 位移与时 间的平方 成正比 A BCDEF 1.95.89.613.617.3 单位:mm A BCDEF 1.95.89.613.617.3 验证速度公式 1.54 3.09 2.32 0.77 vb=19.25 vc=38.5 vd=58.0 ve=77.25 19.25 38.5 58.0 77.25 0.02 0.04 0.06 0.08 0.04 0.04 0.04 0.04 小纸带的大用处-纸带分析 所用时间 t(s) D-F C-E B-D A-C 瞬时速度 (cm/s) 平均速度 s/t(cm/s) 位移 s(cm) 瞬时速度 对应的t(s) 问题：得到的试验数据是否符合速度公式 ？ 速度与时 间成正比 结论 ： 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 1 1、所有、所有轻重不同物体自由下落的加速度相同吗轻重不同物体自由下落的加速度相同吗 ？ 2 2、这个、这个加速度有多大？加速度有多大？ 讨论： 提示：自由落体运动的加速速a等于St2图像的 斜率的2倍，也等于vt图像的斜率。 四、自由落体运动的加速度 自由落体运动的加速度是个常量，称为重力加速度， 用g来表示。矢量。 （1）方向：总是竖直向下 （2）大小：通常取 注意：同一地点，一切物体的重力加速度g都相同。 不同地点，g值有微小差别随着纬度的增加而 增加，如两极最大，赤道最小；随着海拨高度的增加而 减少，如距地面越高，g值越小。 赤道： g=9.780m/s2 北京： g=9.801m/s2 北极： g=9.832m/s2 莫斯科： g=9.816m/s2 一般情况，g取 9.8m/s2,粗略计 算时g取10m/s2 (2)位移公式： (1)速度公式： 1、运动性质：自由落体运动是初速度为零加速度为g 的匀加速直线运动 3、自由落体运动的图像 S t o v t o 五、总结 2、自由落体运动的公式 (3)平均速度公式： (4)中间时刻的速度公式： 1.思考一下，测定反应时间的原理是什么？ 2.请同学们两人一组亲自动手做一次，测定自己的反应时间。 五、应用与练习 例题 l教材P33-例：屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是 自由落体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落 ，水滴下落到地面时的速度大约是多大？（g取10m/s2 ） 0 解：设坚直向下为正方向，由 则水滴下落到地面时的速度 答：水滴下落到地面时的速度大约是14.4m/s。 高空坠物事件 讨论交流 l1、教材P34-在现实中，雨滴大约在1.5km左右的高空 形成并开始下落。计算一下，若该雨滴做自由落体运动 ，到达地面时的速度是多大？遇到过这样的雨滴吗？据 资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8ms.为什 么它们的差别会这么大？ 解: 如果雨滴自由下落1.5km,则 实际上，从1.5km下落已经不可能忽略空气阻力了，因此不能 看作自由下落。 解得 智力题 上海物理一模题：有一只熊掉到一个陷阱里,陷阱深19.617米，下落时间 正好2秒。求熊是什么颜色的? A：白色，北极熊 B：棕色，棕熊 C：黑色，黑熊 D：黑棕色，马来熊 E：灰色，灰熊 一只熊从20米的高度摔下来，只用2秒的时间，问这只 熊是什么颜色？ （提示借助物理知识） 解：根据自由落体运动计算得g=10。这么大的重力 加速度只有在两极点才可以。所以，那熊应该生活 在北极（南极没有熊），所以是白色的。 某探险队员发现一个洞，为了 测量洞的深度，他拿起一块重 500克的石头丢下洞，12秒钟 之后听到了回声，请问洞的深 度是多少。 测高度 测深度、高度 1、 关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是（ ） A、重的物体g值大 B、同一地点，轻、重物体的g值一样大 C、g值在地球上任何地方都一样大 D、g值在赤道处大于北极处 B 练习 BD 2、甲、乙两物体在同一地点分别从4h和h高处开始做自由落 体运动，若甲的质量是乙的4倍，则下列说法正确的是（ ） A、甲乙两物体落地时速度相等 B、落地时甲的速度是乙的两倍 C、甲乙两物体同时落地 D、甲在空中运动的时间是乙的两倍 3、一物体