2012高中物理 2.1 探究自由落体运动 6课件 粤教版必修1

1探究自由落体运动 第二章探究匀变速直线运动规律 研究各种匀变速直线运动 包括自由落体运动及一般匀变速直线运动 本节课内容 探究自由落体运动 了解研究方法及其结论 复习及回顾 机械运动 参考系 物体仅发生位置的变化 假设不动物体的系统 默认为大地 时刻与时间 时刻对应于一瞬间 时间是时刻之差 路程与位移 位置对应于坐标轴上的一个点 位移对应于一个有向线段 路程对应于轨迹长 其它重要概念 速度 加速度 匀速直线运动的s t v t图象 匀变速直线运动的v t图象 落体运动的思考 落体运动 演示 粉笔头的下落 问 什么运动 从轨迹分 物体下落的快慢与什么因素有关 亚里士多德 重物下落快 伽利略的推论 推论 P26 推论 P26 比萨斜塔 伽利略 伽利略 假设 重的物体下落得快 V12 V1 V1 V2 V12 V1 亚里士多德 伽利略 VS 伽俐略对落体现象进行了研究后 得出结论 物体下落过程的运动情况与物体的质量无关 实验探究 器材 两枚硬币 两张与硬币表面面积相同的纸片 实验 将一枚硬币和一张展开的纸片从同一高度自由下落 填写P26 实验 把一张纸片捏成纸团 将纸团和一张展开的纸片从同一高度自由下落 填写P27 实验 将一枚硬币和一枚表面贴有纸片的硬币从同一高度自由落下 填写P27 注意 此实验的器材亦可将器材改换为同样纸质的三张纸 实验过程自己思考 观察与思考 实验探究结论 物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关 思考 为什么在现实生活中 石头明显比树叶下落的快 演示实验 羽毛和金属片在有空气的玻璃管中同时下落 谁快 金属片 演示实验 抽去玻璃管中的空气 羽毛和金属片同时下落 谁快 一样快 问题 影响羽毛和金属片下落快慢的原因是 记录自由落体运动轨迹 自由落体运动定义 把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 物体作自由落体运动的条件 自由落体运动只在没有空气的空间里才能发生 在有空气的空间里 如果空气阻力远远小于重力 则可近似看作自由落体运动 自由落体运动的轨迹 实验器材 打点计时器 铁架台 重锤 纸带 电源 实验步骤 略 纸带示意图 实验探究 分析纸带 探索物体自由下落的规律 提示 自己用打点计时器所打的纸带 第一点和第二点之间的距离为 mm者为好 练习和分析 下图所示的实例用打点计时器记录的一个重锤自由下落时的一段纸带 已知纸带上左端的第一个点是开始运动的起点 每两个点间的时间间隔T 0 02s 经测量得到下面表格内的以下数据 请填完下面的表格 0 02 0 04 0 06 0 08 0 10 500 488 487 484 485 10 19 5 29 2 38 8 48 5 cm s2 s t2的单位 cm s2 cm s2 cm s2 cm s2 根据单位猜猜看 这是什么物理量 说明 取点不同时 时间和位移不同 但是s t2仍接近常数 猜想 猜想1 s t v 因此s t应为平均速度 猜想2 s t2从单位cm s2 m s2 来看 应为加速度 因此猜测自由落体运动中应为加速度不变 即自由落体运动为匀变速直线运动 速度公式 位移公式呢 如何通过纸带分析来得到自由落体运动的规律呢 P28练习1 4 l 物体的形状 大小对自由落体运动没有任何影 例如石块在下落时就可以看作自由落体运动 大石块和小石块下落时的运动情况是一样的 2 因为所有物体的自由落体运动都是一样 所以在落地之前 A B两个小球在下落相同时间内的速度 加速度 位移都完全相同 1 由于在相同的时间里 小球的位移不同 可见小球做变速度直线运动 故做自由落体运动的小球具有加速度 2 略 让学生经历用图象法处理实验数据的过程十分必要 3 根据图象我们可以猜测自由落体运动是初速度为零 加速度几乎不变的变速运动 4 石块从三楼阳台外落到地面时的速度为v 从五楼阳台外落到地面时的速度为v 显然v v 两块石块中 后落地石块完成相同细线长度的位移所用时间也就不同 t大于t 练习PA41 1 2 3 5 7 8 9 11 12 13 16 复习 匀变速直线运动的图象 v m s 1 0 t s v0 vt t t vt 位移可用v t图象与坐标轴所谓的面积计算 即图中 三角形 面积等于位移 由三角形面积公式可得 位移公式 平均速度公式 vt t t vt 代入公式vt at 得 位移公式 t 2 自由落体运动的平均速度公式 重力加速度 前面计算中出现的s t2在实验误差范围内可视为恒量 从单位可推测该恒量是 加速度 回顾 自由落体运动 只受重力 静止开始 重力加速度 符号 g g 9 8m s2 重力加速度g是矢量 方向竖直向下 其数值在地球上不同地点一般是不同的 要求不是太高时可以取g 9 8m s2 有时甚至可取g 10m s2 自由落体运动规律 自由落体运动的 速度公式 位移公式 例题 教材P24 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 解 由 得 水滴下落到地面时的速度 讨论交流 教材P25 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