高中物理 2.5 自由落体运动课件 新人教版必修1.ppt

第五节自由落体运动 学习目标 1 知道自由落体运动的实质 特点 掌握自由落体运动的规律 并能利用规律解决一些实际问题 2 知道自由落体运动的加速度 知道它的方向 知道在地球的不同地方 重力加速度大小不同 重点难点 自由落体运动的特点 规律及其应用 一 自由落体运动 自主探究 1 在空气中 金属片和羽毛同时由静止开始下落 下落的快 原因是空气阻力对它的影响比较 在真空中 金属片和羽毛下落的快慢 金属片 小 相同 2 如图2 5 1是用打点计时器研究自由落体运动的规律时画出的v t图象 由图象判定自由落体运动是初速度为 的 直线运动 加速度大小为 m s2 方向为 图2 5 1 0 匀加速 9 8 竖直向下 成功发现 1 定义 物体只在 作用下从 开始下落的运动 2 性质 初速度为 的 直线运动 加速度方向 重力 静止 0 匀加速 竖直向下 二 自由落体加速度 重力加速度 自主探究 1 使用不同的物体做实验 在同一地点 测出的加速度 说明自由落体加速度与物体 关 在不同地点 测出的加速度 说明自由落体加速度与地理位置有关 2 从课本第44页中的表格可以看出 自由落体加速度随纬度的增大而 相同 无 不同 增大 成功发现 1 一般的计算中 取g 在粗略的计算中 取g 2 同一地点g相同 不同地点g不同 赤道上的g最 两极上的g最 9 8m s2 10m s2 小 大 三 自由落体运动公式写出自由落体运动公式 v0 0 a g h表示下落的位移 1 速度公式 2 位移公式 3 速度位移公式 v gt v2 2gh 要点1对自由落体运动的理解1 物体做自由落体运动的条件 1 初速度为零 2 除重力之外不受其他力的作用 2 自由落体运动是一种理想化模型这种模型忽略了次要因素 空气阻力 突出了主要因素 重力 在实际运动中 物体下落时由于受空气阻力的作用 并不做自由落体运动 只有当空气阻力远小于重力时 物体由静止的下落才可看做自由落体运动 如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动 空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动 3 自由落体运动的实质自由落体运动是初速度v0 0 加速度a g的匀加速直线运动 它只是匀变速直线运动的特例 4 自由落体加速度 重力加速度 1 产生原因 由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的 2 大小 与物体质量无关 与地球上的位置及距地面的高度有关 在地球表面上 重力加速度随纬度的增加而增大 在赤道处重力加速度最小 在两极处重力加速度最大 但差别很小 在地面上的同一地点 随高度的增加 重力加速度减小 在一般的高度内 可认为重力加速度的大小不变 在一般的计算中 可以取g 9 8m s2或g 10m s2 3 方向 竖直向下 由于地球是一个球体 所以各处的重力加速度的方向是不同的 关于自由落体运动 以下说法正确的是 a 质量大的物体自由下落时下落的快b 从水平飞行的飞机上释放的物体做自由落体运动c 雨滴下落的过程是自由落体运动d 从水龙头上滴落的水滴的下落过程 可近似看成自由落体运动 精讲精析 任何物体做自由落体运动下落的一样快 a错 飞机上释放的物体不是沿竖直方向下落 b错 雨滴下落过程中 所受空气阻力不能忽略 c错 水龙头上滴落的水滴受到的空气阻力可忽略 d正确 答案 d 名师点睛 自由落体运动是人们由地面上自由下落的物体抽象出来的一种理想化模型 它忽略了空气阻力的影响 是一种初速度为零的匀加速直线运动 1 关于自由落体运动的加速度g 下列说法中正确的是 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解析 选b g值与物体轻重无关 故a错b对 g值在地球上不同地方大小不同 在赤道处小于北极处 故c d错 要点2自由落体运动规律的应用自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 结合匀变速直线运动的规律 可得出自由落体运动规律如下表 特别提醒 h表示物体下落的距离 并不是距地面的高度 一物体从高为h处自由下落 经过最后196m所用的时间是4s 若空气阻力可忽略不计 求物体下落的总时间t和下落的高度h 思路分析 解答本题的关键是根据题意正确地选择运动学公式 答案 7s240 1m 2 把一条铁链自由下垂地悬挂在墙上 放开后让铁链做自由落体运动 已知铁链通过悬点下3 2m处的一点历时0 5s 求铁链的长度 g取10m s2 答案 2 75m 测量重力加速度的方法1 打点计时器法 图2 5 2 3 滴水法如图2 5 3所示 让水滴自水龙头滴下 在水龙头正下方放一个盘 调节水龙头 让水一滴一滴的滴下 并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间 第二滴水正好从水龙头口开始下落 并且能依次持续下去 图2 5 3 经典案例1 用滴水法可以测定重力加速度的值 方法是 在自来水水龙头下面固定一块挡板a 使水一滴一滴连续地滴落到挡板上 如图2 5 4所示 仔细调节水龙头 使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时 下一个水滴刚好开始下落 图2 5 4 首先量出水龙头口离挡板的高度h 再用秒表计时 计时方法是 当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时 开启秒表开始计时 并数 1 以后每听到一声水滴声 依次数 2 3 一直数到 n 时 按下秒表按钮停止计时 读出秒表的示数为t 1 写出用上述测量计算重力加速度g的表达式 g 2 为了减小误差 改变h的数值 测出多组数据 记录在表格中 表中t是水滴从水龙头口到a板所用的时间 即水滴在空中运动的时间 请在图2 5 5所示的坐标纸上作出适当的图象 并利用图象求出重力加速度g的值 g 保留两位有效数字 图2 5 5 图2 5 6 思维总结 由于水滴下落的时间较短 所以实验时要测多滴水下落的时间 若用图象法测量 则g值更准确 经典案例2 6分 如图2 5 7是小球自