高中物理 2.5 自由落体运动人教版必修一2.5自由落体运动.ppt

自由落体运动 生活中物体下落的运动是一种常见的运动 物体为什么会下落 因为物体受重力 钢球 纸片 钢球下落快 纸片下落慢从实验现象得知 重的物体下落的快 钢球重 纸片轻 问题1 不同的物体下落的快慢相同吗 重的物体不一定下落得快 纸团 纸片 轻的纸团先落地 问题2 重的物体一定下落得快吗 纸团轻纸片重 轻重不同的两铁球 下落的快慢相同 探究一 轻重不同的物体 下落的快慢是否相同呢 演示一 重的物体下落的快 演示二 轻的物体下落的快 结论 不一定相同 演示三 轻重不同的物体 下落的快慢相同 探究二 影响物体下落快慢的因素是什么呢 猜想 如果没有空气阻力 轻重不同的物体下落快慢是否相同呢 空气阻力 实验1牛顿管实验 抽气后 就排除了的影响 空气阻力 实验结论 在没有空气阻力的情况下 轻重不同的物体下落的一样快 问题3 如果没有空气阻力 不同的物体下落的快慢相同吗 实验探究 1971年美国宇航员斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落 观察到它们同时落到月球表面 问题3 如果没有空气阻力 轻重不同的物体下落的快慢相同吗 实验2 月球上物体下落的实验 在没有空气阻力的情况下 轻重不同的物体下落的快慢相同 结论 一 自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 就叫做自由落体运动 自由落体运动 1 定义 物体在只受重力作用下 从静止开始下落的运动叫自由落体运动 v0 0 只受重力作用 2 特点 3 理解 如果空气阻力的作用比较小 可以忽略 物体的下落也可以近似看作自由落体运动 自由落体运动的运动性质是怎样的 初速度为零加速直线运动 直观判断 问题 探究 自由落体运动的运动性质 用打点计时器研究自由落体运动 设计实验方案 一 自由落体运动 是初速度为0的匀加速直线运动 v t图象是一条倾斜的直线 t s v ms 1 注意 1 为尽量减小空气阻力的影响 重物应选密度大的 如重锤 2 打点计时器应竖直固定好3 重物应靠近打点计时器释放 且要先开打点计时器电源再放手释放重物4 改变重物的重量 重复打出几条纸带 也可以用频闪照相来研究自由落体运动 设计实验方案 二 探究 自由落体运动的运动性质 v t图象是一条倾斜的直线 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 处理数据方法2 求解下列各时刻物体的速度和速度的变化 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 v2 v1 v3 v2 v4 v3 v5 v4 v 自由落体运动是一种初速为零的匀加速直线运动 自由落体运动的性质 三 自由落体加速度g 重力加速度 1 定义 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 2 方向 竖直向下 3 大小 通过多种方法用实验测定 在地球上的不同地方g不同 一般取g 9 8m s2 粗略计算可以取g 10m s2 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 自由落体运动的规律 自由落体运动 v0 0 a g x x 自由落体运动 物体在只受重力作用下 从静止开始下落的运动叫自由落体运动 v0 0 只受重力作用 2 特点 1 定义 3 性质 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 4 加速度 自由落体加速 重力加速度 一般取g 9 8m s2 在地球上的不同地方g不同 在同一地点 一切物体的g都相同 做一做 测定反应时间 从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫反应时间 操作 一个人捏住尺子的上端 保持直尺竖直不动 另一个人手指呈捏的姿势 在直尺的下端零刻度处等待 前者释放 后者捏住 注意后者要紧盯着前者的手 且在捏的过程中手不能上下移动 读数 直尺下落的距离 即后者所捏处的刻度值 处理 根据位移公式可计算出直尺下落的时间 结论 直尺下落的时间就是你的反应时间 h 6 人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间 该时间越小说明人的反应越灵敏 反应时间可用自由落体运动来测试 请一同学用两个手指捏住直尺的顶端 你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备 但手不能碰到直尺 记下这时手指在直尺上的位置 当看到那位同学放开直尺时 你立即捏住直尺 测了直尺下落的高度为10cm 那么你的反应时间是多少 解 由公式 得 0 14s 6 人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间 该时间越小说明人的反应越灵敏 反应时间可用自由落体运动来测试 请一同学用两个手指捏住直尺的顶端 你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备 但手不能碰到直尺 记下这时手指在直尺上的位置 当看到那位同学放开直尺时 你立即捏住直尺 测了直尺下落的高度为10cm 那么你的反应时间是多少 一 自由落体运动的定义 三 自由落体运动的加速度 四 自由落体运动的规律 五 自由落体运动的应用 二 自由落体运动的性质 课堂小结 c 题1 将甲乙两物体从同一高度由静止释放 已知甲物体的重力是乙的3倍 空气阻力忽略不计 则 a 甲一定先落地b 乙一定先落地c 甲 乙同时落地d 乙可能先落地 题2 在忽略空气阻力的情况下 让石块和木块从同一高度同时静止下落 下列说法正确的是 a 重的石块先落地b 轻的木块先着地c 在着地前的任一时刻 二者具有相同的的速度 相同的位移d 两者在下落这段时间内的平均速度相等 cd 题3 在探究自由落体运动的规律实验中 将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上 a 拉住纸带 将重锤移至靠近打点计时器处 先接通电源 后放开纸带 让重物带动纸带自由下落 b 将打点计时器坚直固定在铁架台上 并接好电路 c 用夹子将纸带固定在重锤上 并将纸带穿过打点计时器的限位孔 d 断开电源 取下纸带e 换上新的纸带 再重复做三次 bcade 题4 在测量自由落体加速度的实验中 打点计时器所用电源的频率为50hz 实验中得到一条点迹清晰的纸带 把第一个点记作o 另选连续的4个点a b c d 作为测量的点 每两个测量点之间有4个实际打出的点 如图 图中所标数据是各测量点到o的距离 单位 mm 那么由此可计算自由落体加速度为多少 题5 雨滴通常从1500m左右的高度落下 如果没有空气阻力 问经过多长时间落到地面 它落到地面时的速度是多少 雨滴落地时的速度为 解 如果没有空气阻力 雨滴下落的运动可以看成自由落体运动 由公式得 讨论 实际上雨滴落到地面的速度不超过8m s 说明物体从很高的地方下落时 空气阻力是不可忽略的 有时空气阻力可以大到等于物体的重力 下落一段距离后变为近似的匀速直线运动 题5 1991年5月15日 北京晚报 报道了一位青年奋勇接住从15层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹 设每层楼的高度是2 8m 这位青年从他所在的地方冲到楼下需要的时间是1 3s 请你估算一下他要接住孩子 至少允许他有多长的反应时间 g取10m s2 则至多允许这位青年的反应时间为 解 小孩下落的高度 h 15 2