第七节_对自由落体运动的研究VIP

第七节对自由落体运动的研究 1 自由落体运动 1 定义 只在重力的作用下 物体由静止开始下落的运动叫做自由落体运动 2 对定义的理解 受力条件 只受重力作用 运动条件 初速度v0 0 3 实质 自由落体运动实质上就是一种初速度为零的匀加速直线运动 为什么是匀加速度运动呢 物体在空气中的运动能否看做自由落体运动 物体下落过程所受空气阻力远小于物体的重力 即阻力与重力相比可忽略 例1 下列关于自由落体运动的说法中正确的是 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自由落体运动C 从静止开始下落的小钢球 因受空气的阻力作用 不能看成自由落体运动D 从静止开始下落的小钢球 所受空气的阻力对其运动影响很小 可以忽略 可以看成自由落体运动 BD 课堂小结 1 自由落体运动是一种理想化模型 当自由下落的物体受到的空气阻力远小于重力时才做自由落体运动 2 物体做自由落体运动的条件是 初速度为零 仅受重力作用 自由落体运动规律是怎样发现的 2 伽利略对落体运动规律的探究 1 发现问题 亚里士多德 重的物体比轻的物体下落快 伽利略 捆绑物体下落时出现逻辑矛盾 重物与轻物应该下落得一样快 2 提出假说 下落时速度逐渐增大 速度与时间成正比 即 下落的距离与时间的平方也应成正比 那么 3 间接验证 先研究小球在斜槽上的运动 连续的相等时间间隔内通过的各段距离之比 等于从1开始的一系列奇数之比 4 合理外推 加大斜面的倾角外推至倾角90 即自由下落时 其比值也保持不变 自由落体运动是匀变速直线运动 5 意义 开创了运用数学推理和实验研究相结合探索自然规律的科学方法 标志着物理学真正的开端 自学教材伽利略对自由落体运动的研究 以及学习伙伴例2 3 自由落体加速度 1 定义 自由落体运动的加速度 用g表示 称为自由落体加速度或重力加速度 2 重力加速度g的理解 是矢量 其方向竖直向下 与地球上的纬度有关 与海拔高度有关 同一地方重力加速度相同 与物体的质量 运动状态 受力等无关 g是恒定的吗 3 自由落体运动的规律 可看成匀变速直线运动在v0 0 a g时的一种特例 4 初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式 设t 0开始计时 以T为时间单位 1T末 2T末 3T末 瞬时速度之比为 第一个T内 第二个T内 第三个T内 第n个T内的位移之比为 1T内 2T内 3T内 位移之比为 通过连续相同的位移所用的时间之比为 例3 一条铁链AB长0 49m 悬于A端静止 然后让它自由下落 求整个铁链通过悬点下方2 45m处的小孔O需要的时间 g取10m s2 解法一 B端到达O点所需的时间为t1 发生的位移为x1 A点到达O点所需的时间为t2铁链长度L 0 49m A端发生的位移为x2 2 45m 由以上三式解得 解法二 当铁链的B端到达O点和铁链的A端到达O点时 铁链下降的高度分别为X1和x2 它们经过O点的速度分别为v1和v2 则 铁链经过O点的时间为t 位移为铁链的长度L 则有 代入数据得 t 7 4 10 2s 拓展 竖直上抛运动 将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出 抛出的物体只受重力作用 这个物体的运动就是竖直上抛运动 竖直上抛运动的加速度大小为g 方向竖直向下 竖直上抛运动是匀变速直线运动 1 竖直上抛运动的性质 初速度v0 0 加速度a g的匀变速直线运动 通常规定初速度v0的方向为正方向 2 竖直上抛运动的基本规律 速度公式 位移公式 速度 位移关系 3 竖直上抛运动的基本特点 上升到最高点所需时间 上升的最大高度 对称性特点 上升到最高点所用时间与从最高点落回到抛出点所用时间相等 落回到抛出点的速度与抛出时速度大小相等 方向相反 4 竖直上抛运动的处理方法 分段法 上升阶段是a g v末 0的匀变速直线运动 下落阶段是自由落体运动 整体法 将全过程看做是初速度为v0 加速度是 g的匀变速直线运动 课堂小结 自由落体运动 条件 只受重力 初速度v0 0 科学探究 发现问题提出假说实验验证 4 得出结论 规律 竖直上抛运动 从离地面80m的空中自由落下一个小球 g取10m s2 求 经过多长时间落到地面 落地时的瞬时速度是多少 中间时刻的瞬时速