自由落体运动.ppt

自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究 延续两千年的错误亚里士多德 物体下落的快慢是由它们的重量决定的 重的物体下落的快 逻辑的力量伽利略 重物与轻物应该下落得同样快 轻重不同的物体 下落的快慢是否相同 演示实验 观看影片 牛顿管实验 自由落体运动的定义 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 判断 伽利略对自由落体运动的研究 猜想与假说 速度的变化对时间来说是均匀的v t例如 每过 s v 2m s 速度的变化对位移来说是均匀的v x例如 每下落1m v 2m s 伽利略对自由落体运动的研究 数学推导如果v x 推出的结论十分复杂如果v t 这样 只要测出物体通过不同位移所用的时间 就可以验证这个物体的速度是否随着时间均匀变化 冲淡重力质量检测P38 1 现在我们可以用什么方法来研究自由落体运动呢 打点计时器 光电门 频闪照相 见课本P44做一做 见课本P45实验 自由落体运动的性质 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 自由落体加速度 在同一地点 一切物体自由下落的加速度都相同 这个加速度叫做自由落体加速度 也叫重力加速度 通常用g表示 方向 竖直向下大小 观察课本P46表格取g 9 8m s2或g 10m s2 本书中 如果没有特别的说明 都按g 10m s2进行计算 自由落体运动规律 科学研究过程的基本要素 总结 自由落体 定义 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 或f G 性质 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 重力加速度 取g 9 8m s2或g 10m s2 本书中 如果没有特别的说明 都按g 10m s2进行计算 方向 竖直向下运动规律 判断自由落体运动 在地球表面附近从高处下落的物体 事实上都受到空气阻力的作用 因此 严格地说 实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动 但若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力 则物体的下落也可以看作自由落体运动 例如 对于实心金属球 石块等 在它们运动速度不大的情况下 可以忽略空气阻力的影响 把它们的自由下落看成自由落体运动 若它们从非常高的地方自由下落 当它们的速度增大到一定程度 空气阻力不能忽略 它们运动的全过程就不能看成自由落体运动 而对于另外一些物体如一团棉花或纸片从空中静止下落时 与重力相比 空气阻力的影响太大不能忽略 它们的运动就不能看作自由落体运动处理 空气阻力与物体运动速度 横截面积和形状决定 返回 伽利略对自由落体运动的研究 冲淡 重力 伽利略在做铜球沿斜面运动的实验 继续 伽利略设想 斜面的倾角越接近90 小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究 合理的外推 返回 应用 雨滴从1 5km的高空下落 求其到达地面时的速度v 2 应用自由落体规律 用刻度尺测同桌的反应时间 见书P46做一做3 测量曝光时间见书P47做一做 173m s 练习题 一个自由下落的物体 到达地面时的速度是40m s 则这个物体是从 m的高度下落的 落到地面用的时间是 s 2 从80m高处自由落下一小球 不计空气阻力 g 10m s2 则小球在第3s末的速度大小为 m s 在第 s内通过的距离为 m 落地前最后1s通过的距离为 m 80 4 30 15 35 练习题 3 一物体从高h处自由下落 经时间t落地 则当它下落t 3时 离地面的高度为 一物体从高h处自由下落 经时间t落地 则当它下落距地面h 3时 下落的时间为 8h 9 练习题 5 雨滴从屋檐下落 经过1 8m高的窗户时历时0 2s 不计空气阻力 g 10m s2 则屋檐距窗户上檐的高度为多少 1 8m0 2s h h 3 2m 练习题 6 一场雨后 从距地面高6m的屋檐滴水 每隔相同的时间有一滴水落下 当第5个水滴离开屋檐时 第1个水滴刚好落到地面 则此时第 个水滴距地面的高度为 m 速度为 m s g 10m s2 4 5 5 47 演示 T T T T 练习题 7 一矿井深125m 在井口每隔相同一段时间落下一个小球 当第11个小球刚从井口开始下落时 第 个小球恰好到达井底 则 1 相邻两个小球下落的时间间隔是 s 2 这时 第3个小球与第5个小球相距 m g取10m s2 35 0 5 练习题 从同一高度先后释放两物体 释放甲一段时间后 再释放乙 则以乙为参考系 甲的运动形式为 A 自由落体运动B 匀加速直线运动agD 匀速直线运动 S甲 0 5gt2S乙 0 5g t t0 2S甲 S乙 0 5g 2tt0 t02 练习题 一根长度一定的绳子两端各拴一个物体 你手拿住上面的物体在二楼阳台外侧由静止释放 两物体先后落到地面的时间差为t1 若你在五楼阳台同样静止释放 两物体先后落到地面的时间差为t2 则 A t1 t2B t1 t2C t1 t2D 无法确定 练习题 长度为 m的铁链 上端悬挂在O点 若从O点放开铁链 让其自由下落 求全链通过O点下方25m的A点所用的时间 g 9 8m s2 m O A 2 m t 0 2s 练习题 一根长为L 10m的直杆由A点静止释放 求它经过距A点为h 30m高为1 5m的窗户BC的时间 L 10m A h 1 5m B C h 30m 练习题 已知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1 6 则宇航员在月球上离地30m的高处将一小球释放 则小球的落体时间为多少 落地速度多大 取地球表面g 10m s2 假设一个物体在某行星的一个悬崖上 从静止开始自由下落 1s内从起点落下4 再落下4s 它将在起点下 处 练习题 小球自某一高度自由落下