5、自由落体运动5、自由落体运动.ppt

自由落体运动 受课教师 涂成圣 第二章匀变速直线运动的研究 5 自由落体运动 常见的落体运动 苹果落地 雨滴下落 钻探机下落等 但是轻的物体与重的物体谁下落的快 看演示实验 铁钉和纸片的下落 这个现象说明了什么 牛顿管试验 在有空气的条件下 下落的快慢与空气阻力有关 那么无空气的条件下 会怎样呢 看演示实验 没有空气阻力 真空 时 轻 重物体下落的一样快 这个现象说明了什么 牛顿管试验 定义 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 在有空气的空间里 如果物体重力远远大于所受空气阻力 此阻力可忽略不计 则物体下落的运动也可看作自由落体运动 条件 v0 0 只受重力作用 怎样探究研究自由落体运动的特点呢 二 自由落体加速度 器材 铁架台 打点计时器 重物 纸带 直尺 实验原理 重物拖着纸带竖直下落时 如果纸带阻力和空气阻力比重物重力小得多 可近似认为重物仅在重力作用下运动 根据打出的纸带能分析研究重物的运动规律 实验注意事项 打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上 以减少摩擦 为了尽量减小空气阻力的影响 应选用密度较大的重物 先启动计时器再松手让重物下落 在打好点的纸带上每隔 个点选取一个测量点 一共选取 个清晰的测量点 根据纸带记录的各时刻重物的位置 可直接判定轨迹为直线 根据重物下落的位移随时间的变化规律可判定是否是匀变速直线运动 用打点计时器打出的纸带 时间间隔为0 04s 从上面的试验也可以看出自由落体是一种初速度为0的匀加速直线运动 自由落体运动的加速度为g 9 8m s2 自由落体运动的频闪过程 方向 总是竖直向下 同一地点 自由落体加速度相同 通常取g 9 8m s2 粗略计算时可取g 10m s2 说明 g 9 8m s2称之为重力加速度 重力加速度的数值g m s2 标准值 g 9 80665m s2 最小 最大 从赤道到两极 随着纬度的增大 g值增大 运动规律 公式 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 二 自由落体运动的规律 小结 1 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 2 自由落体运动的加速度a g 3 自由落体运动运动规律 公式 自由落体运动的应用 测反应时间 用一长米尺 记录下落位移 根据自由落体运动规律和已知的g值来计算反应时间t 演示过程 如何测反应时间 例1 小球从高4 9m处由静止开始自由下落 求小球到达地面的速度及所用的时间 x 解 取小球的运动方向为正方向 可得t 1s 则x 4 9mg 9 8m s2 注意 一般情况下 我们取物体初始运动的方向为正方向 由 得 vt 9 8m s 例2 一个物体从高处自由落下 经过196m所用时间是4s 求它下落的总高度 解 取物体的运动方向为正方向 h2 196m t2 4s 解得t 7s 有一种 傻瓜 照相机 其光圈 进光孔径 随被拍摄物体的亮度自动调节 而快门 曝光时间 是固定不变的 为估测该照相机的曝光时间 实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下 拍摄石子在空中的照片如图 由于石子的运动 它在照片上留下了一条模糊的径迹 已知每块砖的平均厚度为6cm 拍摄到的石子位置a距石子起落点的竖直距离约2m 试计算这个照相机的曝光时间 有人说此题太难 其原因是他们考虑问题太绝对化了 缺乏近似和估算的思想 分析与解 由图可知径迹ab长度约等于照片中2块砖厚度 所以在曝光时间内石子下落的距离xab约为12cm 位置a距石子起落