2.5、2.6 自由落体运动

1、自自由由落落体体运运动动一果激起千重一果激起千重浪浪为何苹果往下落为何苹果往下落2.5 自由落体运动自由落体运动熟透的苹果是怎样下落？熟透的苹果是怎样下落？为什么往下落？为什么往下落？探究历史轨迹：亚里士多德伽利略牛顿匀变速直线运动规律匀变速直线运动规律 1 1、速度与时间的关系式、速度与时间的关系式: : 2 2、位移与时间的关系式：、位移与时间的关系式： 3 3、速度与位移的关系式、速度与位移的关系式: : 4、平均速度公式、平均速度公式:5 5、由打点纸带求加速度的公式、由打点纸带求加速度的公式: : 0vvat2012xv ta t2202vvax （2min）txvvv)(210 x

2、= x2 x1= x3 x2= = aT 1、 速度公式：速度公式：V=V0+at2、位移公式：、位移公式：x=V0 t + a t2 2 13、位移、位移-速度公式：速度公式：2ax=V2-V02 4：平均速度公式：平均速度公式:：连续相等的时间间隔（：连续相等的时间间隔（T）即：）即：x= x2 x1= x3 x2= = aTtxvvv)(210知识回顾知识回顾（匀变速直线运动规律）匀变速直线运动规律）（2min）1、理解自由落体运动、理解是重力加速度。、理解自由落体运动、理解是重力加速度。 学习目标学习目标 2、掌握自由落体运动的规律。、掌握自由落体运动的规律。 3、培养同学们分析和综合

3、、推理和判判断思维、培养同学们分析和综合、推理和判判断思维 能力。能力。新知学习新知学习（42min）知识问题化课堂预习交流(5min)-畅所欲言！畅所欲言！提出问题：1、物体只在重力作用下下落的快慢物体只在重力作用下下落的快慢 与其重力有关系吗？与其重力有关系吗？2、空气阻力对重的物体与轻的物、空气阻力对重的物体与轻的物 体造成的影响有何不同？体造成的影响有何不同？(35min) 自学教材自学教材 1定义定义物体只在重力作用下从物体只在重力作用下从 开始下落的运动。开始下落的运动。2特点特点(1)运动特点：初速度等于运动特点：初速度等于 的匀加速直线运动。的匀加速直线运动。(2)受力特点：只

4、受受力特点：只受 作用。作用。静止静止零零重力重力1、用将一张纸片和硬币同时下落，看到什么现象？、用将一张纸片和硬币同时下落，看到什么现象？2、再将纸片揉成纸团，将纸团和、再将纸片揉成纸团，将纸团和硬币硬币同时同时下落，下落，又看到什么现象？又看到什么现象？试验探究试验探究粉笔粉笔纸片纸片粉笔下落快，纸片下落得慢粉笔下落快，纸片下落得慢.从实验现象得知，重的从实验现象得知，重的物体下落的快？物体下落的快？是是 粉笔重，纸片轻实验一实验一亚里士多德观点亚里士多德观点轻重不同的物轻重不同的物体，几乎同时体，几乎同时落地。落地。重的物体不一重的物体不一定下落得快定下落得快粉笔粉笔纸团纸团结论结论实验

5、二实验二伽利略观点伽利略观点 到底是到底是亚里士多德亚里士多德的观点正确还是的观点正确还是伽利略伽利略的观点正确（的观点正确（由任意两个小各由任意两个小各小组小组分别扮演分别扮演亚里士多德亚里士多德和和伽利略伽利略进行辩论进行辩论）？争论挺激烈争论挺激烈究竟那个对？究竟那个对？再做一个实验再做一个实验看看！看看！意大利的城市比萨著名的塔 伽利略伽利略1590年 1970年年阿波罗飞船阿波罗飞船 在没有空气的阻力的情况下，重的物在没有空气的阻力的情况下，重的物体和轻的物体体和轻的物体下落得一样快下落得一样快（物体下（物体下落的快慢与物体的重量落的快慢与物体的重量无关无关）。）。原来如此！原来如此

6、！（由同学们总结）由同学们总结）321物体下落快慢不是由物体下落快慢不是由轻重轻重来决定的，是来决定的，是空气阻空气阻力力的原因。的原因。 物体物体只在重力作用下从静止开始下落只在重力作用下从静止开始下落的运动，的运动，叫做自由落体运动。叫做自由落体运动。 “自由自由”的含义是的含义是只受只受重力、初速度为零重力、初速度为零。不同物体从同一高度做自由落体运动，它不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的们的运动情况是相同的运动情况是相同的。疑团疑团疑团疑团疑团疑团（由各小组讨论且相互交流）由各小组讨论且相互交流）1 1、定义、定义：物体只在重力作用下从静止开物体只在重力作用下从静止开始下落的运动

7、始下落的运动。（板书）（板书）一、自由落体运动一、自由落体运动2、性质：（、性质：（1）v0 = 0 （2）只受重力只受重力（板书）（板书） 这种下落运动到底这种下落运动到底是一种怎样的运动？是一种怎样的运动？打破砂锅问到底？用给出的幻灯片用给出的幻灯片 39下落运动的频闪照相下落运动的频闪照相图片图片( 频闪时间间隔为频闪时间间隔为1/10 s 1/10 s )检 验 猜 想猜 想：这种下落运动是这种下落运动是匀加速运动？匀加速运动？计数点位移x/m位移差x/m重力加速度g/（m/s2) 1X1= / / 2X2= X2 - X1 =g= 3X3= X3 - X2 = g = 4X4=X4

8、- X3 = g =判断自由落体运动的运判断自由落体运动的运动动试验记录 计时单位T=0.1s10246812141618X1X2X3X4X5若若X X2 2-X-X1 1 =X =X3 3- -X X2 2=X=X4 4-X-X3 3=X X在实验误差范围内是定值，在实验误差范围内是定值，就可以说明此运动为匀加速就可以说明此运动为匀加速运动运动。取点取点1 23 4 连续相等时间内连续相等时间内的位移（的位移（cm)X1 =X2=X3 =X4=连续相等时间内连续相等时间内的位移差（的位移差（cm)X2-X1=X3-X2=X4-X3=规律规律请同学们把纸带上数据填写在表中计时单位T=0.1s1

9、23453 3、结论：、结论：自由落体运动自由落体运动是一种初速是一种初速度为度为0的匀加速直线运动的匀加速直线运动。（板书）（板书） 问题问题 2、这种运动是同学们熟悉的那种运动？、这种运动是同学们熟悉的那种运动？ 似曾相识！问题问题1、由各小组汇报在纸带上连续相等的时间、由各小组汇报在纸带上连续相等的时间 间隔内的位移差有什么关系？间隔内的位移差有什么关系？相等相等 重点诠释重点诠释 1物体做自由落体运动的条件物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零；初速度为零； (2)除重力之外不受其他力的作用。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自由落体运动是一种理想化模型

10、这种模型忽略了次要因素这种模型忽略了次要因素空气阻力，突出了主要因空气阻力，突出了主要因素素重力。实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，重力。实际中，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，物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动，如在空气中自由由静止开始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。做自由落体运动。 3自由落体运动的实质自由落体运动的实质 自由落体运动是初速度自由落体运

11、动是初速度v00、加速度、加速度ag的匀加速的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例。直线运动，它只是匀变速直线运动的特例。 特别提醒特别提醒物体在其他星球上也可以做自由落体物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但同一物体在不同的星球上所受重力一般不同，运动，但同一物体在不同的星球上所受重力一般不同，所以下落时的加速度一般不同。所以下落时的加速度一般不同。 1下列关于自由落体运动的说法中正确的是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物体只在重力作用下从静止开始下落

12、的运动叫做自 由落体运动由落体运动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动影响很小，可以忽略，可以看成自由落体运动解析：解析：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做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。根据定义和特点进行判断。自由落体运动。根据定义和特点进行判断。答案：答案：BD 自学教材自学教材 1定义定义 在同一地点，一切物体自由下落的加速度都

13、在同一地点，一切物体自由下落的加速度都 ，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫这个加速度叫做自由落体加速度，也叫 。 2方向方向 竖直向下。竖直向下。相同相同重力加速度重力加速度 3大小大小 在地球上同一个地点，重力加速度的值固定在地球上同一个地点，重力加速度的值固定 ，但，但是在地球上不同的地点，重力加速度的值略有是在地球上不同的地点，重力加速度的值略有 。在一般。在一般计算中，可以取计算中，可以取g9.8 m/s2或或10 m/s2，如果没有特殊说明，如果没有特殊说明，都按都按g9.8 m/s2进行计算。进行计算。不变不变不同不同 3 3、注意：、注意：任意相等时间内速度变化量任意相等时间内

14、速度变化量相等相等。即。即 v v=gt，方向竖竖 直向下直向下 (板书板书) 同一地点同一地点g g的数值相同的数值相同1、大小：、大小： 一般取一般取 g g =9.8 m/s2 g g随随纬度纬度增大而增大增大而增大 粗略计算取粗略计算取 g g =10 m/s22、方向方向： 竖直向下竖直向下(板书板书)二、自由落体加速度二、自由落体加速度g g （又叫重力加速度）（又叫重力加速度）赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北极：g=9.832m/s2随纬度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m/s2 地 点 纬 度重力加速(ms-2) 特 点 赤道 0 9.78

15、0 最小 广州2306 9.788 武汉3033 9.794 上海3112 9.794 东京3543 9.798 北京3956 9.801 纽约4040 9.803 莫斯科5545 9.816 北极90 9.832 最大哈哈！我也哈哈！我也看出看出: : 重力加速度的大小随纬度重力加速度的大小随纬度的升高而增大的升高而增大 重点诠释重点诠释 1对重力加速度的理解对重力加速度的理解 (1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的。生的。 (2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关，在地球大小：与地球上的位置及距地面的高度有关，在地球表面上

16、，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加表面上，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。高度内，可认为重力加速度的大小不变。 (3)方向：竖直向下。由于地球是一个球体，各处的重力方向：竖直向下。由于地球是一个球体，各处的重力加速度的方向是不同的。加速度的方向是不同的。图图251 (3)滴水法：滴水法： 如图如图252所示，让水滴自水所示，让水滴

17、自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴地滴下，调节水龙头，让水一滴一滴地滴下，并调节到使第并调节到使第1滴水碰到盘的瞬间，滴水碰到盘的瞬间，第第2滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去。滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去。用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h，再测出每滴水下，再测出每滴水下落的时间落的时间T，图图2522关于自由落体运动的加速度关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是，下列说法正确的是 ()A重的物体重的物体g值大值大B同一地点，轻、重不同物体的同一地点，轻、重不同物

18、体的g值一样大值一样大Cg值在地球上任何地方都一样大值在地球上任何地方都一样大Dg值在赤道处大于北极处值在赤道处大于北极处解析：解析：同一地点的重力加速度一样，但在不同地点的重力同一地点的重力加速度一样，但在不同地点的重力加速度不一样。它随着纬度的增加而增加，随着高度的增加速度不一样。它随着纬度的增加而增加，随着高度的增加而减小。加而减小。答案：答案：B三、自由落体运动的规律三、自由落体运动的规律（板书）（板书）212xgt gtvt22tgx v 3关于自由落体运动，下列说法中正确的是关于自由落体运动，下列说法中正确的是 ()A它是它是v00、ag、竖直向下的匀加速直线运动竖直向下的匀加速直

19、线运动B在开始连续的在开始连续的3个个1 s内分别通过的位移之比是内分别通过的位移之比是1 3 5C在开始连续的在开始连续的3个个1 s末的速度大小之比是末的速度大小之比是1 2 3D从开始运动起下落从开始运动起下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所经历的时所经历的时间之比为间之比为1 2 3答案：答案：ABC1、测反、测反应时间应时间操作：操作：一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖一个人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺直不动，另一个人手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手，

20、且在捏的过程注意后者要紧盯着前者的手，且在捏的过程中手不能上下移动。中手不能上下移动。读数：读数：直尺下落的距离直尺下落的距离h.处理：处理：根据位移公式根据位移公式hgt2/2可计算出直尺下落的时间。可计算出直尺下落的时间。结论：直尺下落的时间就是你的反应时间。结论：直尺下落的时间就是你的反应时间。四、自由落体运动的应用四、自由落体运动的应用0.15s0.10s0.05s010181614128642200 00.20s为什么相同时间间隔内位移为什么相同时间间隔内位移不相同？不相同？位移跟时间的平方成正比位移跟时间的平方成正比研究性学习小课题同学们利用同学们利用“反应时间测量尺反应时间测量尺

21、”跟跟踪检测不同人群的反应时间（性别、踪检测不同人群的反应时间（性别、年龄、职业等），一天内不同时段年龄、职业等），一天内不同时段内的反应时间（早上、中午、晚内的反应时间（早上、中午、晚上）。研究采集到的数据，总结出上）。研究采集到的数据，总结出反应时间跟哪些因素有关？（反应时间跟哪些因素有关？（请同请同学们课后男女同学分别学们课后男女同学分别测量测量）。）。自由落体运动的应用 如何测量楼高、井深、悬崖如何测量楼高、井深、悬崖和和 峡谷的高度。峡谷的高度。2、测高度、测高度?我也会！Hgt2/2 例例1离地离地500 m的空中自由落下一个小球，不计空气的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取阻

22、力，取g10 m/s2，求：，求： (1)小球经过多长时间落到地面？小球经过多长时间落到地面？ (2)从开始落下的时刻起，小球在第从开始落下的时刻起，小球在第1 s内通过的位移；内通过的位移； (3)小球落地前最后小球落地前最后1 s内的位移。内的位移。 审题指导审题指导解答本题应把握以下两点：解答本题应把握以下两点： (1)应用匀加速直线运动的速度或位移公式求解。应用匀加速直线运动的速度或位移公式求解。 (2)最后最后1 s内的位移可采用多种方法求解，如应用位移公内的位移可采用多种方法求解，如应用位移公式或平均速度公式等。式或平均速度公式等。答案答案(1)10 s(2)5 m(3)95 m

23、自由落体运动的初速度为自由落体运动的初速度为0，加速度为重力加速度，加速度为重力加速度g，匀变速直线运动的所有规律对其都适用，因此在应用时要匀变速直线运动的所有规律对其都适用，因此在应用时要根据条件选择恰当的公式或推论，注意根据条件选择恰当的公式或推论，注意“加速度是定值加速度是定值”这一条件。这一条件。 借题发挥借题发挥1为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下(不计不计空气阻力空气阻力)，测出下列哪个物理量不能算出楼房的高度？，测出下列哪个物理量不能算出楼房的高度？ ()A石块下落到地面的总时间石块下落到地面的总时间B石块经过楼上一个石块经过楼上

24、一个1.8 m高的窗户所用的时间高的窗户所用的时间C石块落地前最后一秒的位移石块落地前最后一秒的位移D石块通过最后一米位移的时间石块通过最后一米位移的时间答案：答案：B 例例2用滴水法可以测定重力加速度，用滴水法可以测定重力加速度，方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板A，使水一滴一滴断续地滴到挡板上，如图使水一滴一滴断续地滴到挡板上，如图253所示。仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到所示。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。首先测量出水龙头口离挡板的高度下

25、落。首先测量出水龙头口离挡板的高度h，再用秒表计时，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，并数启秒表开始计时，并数1，以后每听到一声水滴声，依次数，以后每听到一声水滴声，依次数2,3，一直数到，一直数到n时，按下秒表按钮停止时，读出秒表的示时，按下秒表按钮停止时，读出秒表的示数为数为t。图图253 (1)写出用上述测量方法计算重力加速度写出用上述测量方法计算重力加速度g的表达式：的表达式：g_； (2)为了减小误差，改变为了减小误差，改变h的数值，测出多组数据，记录在的数值，测出多组数据，记录在表格中表格中(表中表中t是水滴从水龙头口到是水滴