高中物理 2.52.6自由落体运动课件 新人教版必修1.pptVIP

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 匀变速直线运动的研究 第二章 5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究 第二章 请一位同学与你合作 让他用两个手指捏住长尺上端 你的拇指与食指弯曲成环状放在尺下端的零刻度周围 手的任何部位都不要碰到尺 见下图 当他一松手 尺子开始下落时 你立刻把尺握住 记下握住尺的位置 读出尺下落的高度 就能算出你的反应时间 你想知道这样做的道理吗 1 定义 物体只在 作用下从 开始下落的运动 2 特点 1 运动特点 初速度等于 的匀加速直线运动 2 受力特点 只受 作用 自由落体运动 重力 静止 零 重力 1 定义 在同一地点 一切物体自由下落的加速度都 这个加速度叫自由落体加速度 也叫 通常用g表示 2 方向 3 大小 在地球上不同的地方 g的大小一般是 一般计算中g取 或10m s2 自由落体加速度 相同 重力加速度 竖直向下 不同的 9 8 自由落体运动规律 0 g 匀加速直线 gt 2gh 1 亚里士多德的观点 物体下落的快慢是由它们的 决定的 2 伽利略的研究 1 归谬 伽利略从 的论断出发 通过逻辑推理 否定了 的论断 2 猜想 伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动 它的速度应该是 的 3 数学推理 伽利略通过数学推理得出初速度为零的匀变速直线运动应有 伽利略对自由落体运动的研究 重量 亚里士多德 亚里士多德 均匀变化 x t2 4 实验结果 小球沿斜面滚下的运动是 运动 只要斜面的倾角一定 小球的加速度都是 的 增大斜面的倾角 小球的加速度随斜面倾角的增大而 5 合理外推 伽利略认为当斜面倾角为 时 小球将自由下落 仍会做 运动 匀加速直线 相同 增大 90 匀变速直线 一 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 1 这种模型忽略了次要因素 空气阻力 突出了主要因素 重力 在地球上 物体下落时由于受空气阻力的作用 并不做自由落体运动 2 当空气阻力远小于重力时 物体由静止开始的下落可看作自由落体运动 如在空气中自由下落的石块可看作自由落体运动 空气中羽毛的下落不能看作自由落体运动 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 自由落体运动的规律 1 自由落体运动是匀变速直线运动在v0 0 a g时的一个特例 所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动 特别提醒 物体在其他星球上也可以做自由落体运动 但下落的加速度与在地球表面下落的加速度不同 如图所示 屋檐上水滴下落的过程可以近似地看做是自由落体运动 假定水滴从5m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少 取g 10m s2 答案 10m s 二 自由落体加速度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 大小与所处地球上的位置及距地面的高度有关 1 在地球表面会随纬度的增加而增大 在赤道处最小 在两极最大 但差别很小 2 在地面上的同一地点 随高度的增加而减小 但在一定的高度范围内 可认为重力加速度的大小不变 通常情况下取g 9 8m s2或g 10m s2 3 自由落体加速度的方向 1 方向竖直向下 不是垂直向下 也不是指向地球球心 2 由于地球是球体 各处重力加速度的方向并不相同 三 重力加速度的三种测量方法1 打点计时器法 1 按如图所示连接好实验装置 让重锤做自由落体运动 与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹 2 对纸带上计数点间的距离h进行测量 利用hn hn 1 gt2 求出重力加速度的大小 3 由于不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动 伽利略采用了间接验证的方法 运用数学推导的方法得出初速度为零的匀变速直线运动符合x t2 运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合x t2 是匀变速直线运动 伽利略将上述结果合理外推到将斜面倾角增大到90 的情况 成为自由落体 从而得出结论 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 伽利略对自由落体的研究 是科学实验和逻辑思维的完美结合 如图所示 可大致表示其实验和思维的过程 对这一过程的分析 下列说法正确的是 a 其中的丙图是实验现象 丁图是经过合理的外推得到的结论b 其中的丁图是实验现象 甲图是经过合理的外推得到的结论c 运用甲图的实验 可 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显d 运用丁图的实验 可 放大 重力的作用 使实验现象更明显答案 ac 解析 伽利略研究自由落体运动时 由于当时的条件所限 不能直接对自由落体运动进行研究 而是采取通过斜面实验 来 冲淡 重力的作用 使实验现象更明显 然后外推的方法得到的 选项bd错误 选项ac正确 下列关于自由落体运动的说法正确的是 a 物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动b 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c 从静止开始下落的小钢球 因受空气阻力作用 不能看成自由落体运动d 从静止开始下落的小钢球 所受空气阻力对其运动的影响很小 可以忽略 可以看成自由落体运动 对自由落体概念的理解 解析 物体做自由落体运动的条件是 1 初速度为零 2 除重力之外不受其他力的作用 所以a错误 b正确 在实际中 物体下落时 当空气阻力远小于重力时 物体的下落才能看做自由落体运动 所以c错误 d正确 答案 bd 踢毽子是我国民间的一项体育游戏 被人们誉为 生命的蝴蝶 近年来 踢毽子成为全民健身活动之一 毽子由羽毛和铜钱组成 在下落时总是铜钱在下羽毛在上 如图所示 对此分析正确的是 a 铜钱重 所以总是铜钱在下羽毛在上b 如果没有空气阻力 也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象c 因为空气阻力的存在 所以总是铜钱在下羽毛在上d 毽子的自由下落不是自由落体运动答案 cd 解析 羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多 对运动的影响很大 而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况 故羽毛要受铜钱较大的拖动作用 即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动 所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛 铜钱重不是根本原因 a错 c对 如没有空气阻力 铜钱和羽毛的相对位置是随机的 b错 可见空气阻力不能忽略 毽子不是自由落体运动 d正确 屋檐每隔一定时间滴下一滴水 当第5滴正欲滴下时 第1滴刚好落到地面 而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上 下沿 如图所示 问 1 此屋檐离地面多高 2 滴水的时间间隔是多少 自由落体运动规律的应用 济南市2014 2015学年高一上学期五校联考 如图所示 某同学测出一棵苹果树树干部分的高度约为1 6m 一个苹果从树冠顶端的树梢上由于受到扰动而自由下落 该同学测出苹果经过树干所用的时间为0 2s 重力加速度取10m s2 则 1 苹果树树冠部分的高度约为多少 2 苹果落地时的速度为多大 答案 1 2 45m 2 9m s 某同学用下图所示装置测定重力加速度 已知打点频率为50hz 1 实验时下面的步骤先后顺序是 a 释放纸带b 打开打点计时器 2 打出的纸带如下图所示 可以判断实验时重物连接在纸带的 端 选填 左 或 右 实验 测量自由落体加速度 3 已知纸带上记录的点为打点计时器打的点 打点计时器在打c点时物体的瞬时速度大小为 m s 所测得的重力加速度大小为 m s2 4 若当地的重力加速度数值为9 8m s2 请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段 在暗室中 照相机的快门处于常开状态 频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光 照亮运动的物体 于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置 右图是小球自由下落时的频闪照片的一部分 如果通过这幅照片测量自由落体加速度约为10 00m s2 则频闪仪每隔 s闪光一次 小球在图片中最上方的位置时具有的速度为 m s 计算结果小数点后保留两位 请你根据下图漫画 洞有多深 提供的情境 回答下列问题 1 他们依据 规律 估算洞的深度 2 他们估算洞的深度的方法是 写出主要方程式 计算过程 开放 探究 3 请你对该方法进行评估 该方法的优点 该方法的不足 该方法的不足 测量方法粗略 误差较大 石块下落的初速度不为零 不是真正的自由落体运动 石块下落有空气阻力 会造成一定的误差 未考虑声音传播需要的时间 人对周围发生的事情 都需要经过一段时间才会作出反应 从发现情况到采取行动所经过的时间叫反应时间 下面是测定反应时间的方法 甲同学用两手指捏住木尺顶端 乙同学一只手在木尺下部做握住木尺的准备 如图甲 但手的任何部