运动的研究第5节自由落体运动(28张)

1、一、历史上关于落体运动快慢研究一、历史上关于落体运动快慢研究1 1、二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提、二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？快，轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？ 2、16世纪末，意大利比萨大学的青年学者世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略伽利略(GalileoGalilei，15641642)对亚对亚里士多德的论断表示了怀疑里士多德的论断表示了怀疑世界著世界著名的比名的比萨萨斜塔斜塔实验证实验证明明重的铁重的铁球和轻球和轻的铁球的铁球下落快下落快慢

2、相同慢相同 演示演示1 1在同一高度同时释放一支粉笔头（或在同一高度同时释放一支粉笔头（或一枚硬币）和一张纸片，请观察物体是否同时落地。一枚硬币）和一张纸片，请观察物体是否同时落地。 演示演示2 2把纸片揉成纸团，重复以上实验，请观把纸片揉成纸团，重复以上实验，请观察物体是否同时落地。察物体是否同时落地。 为什么有时重的物体下落得快，有时轻重为什么有时重的物体下落得快，有时轻重不同的物体下落得快慢几乎一样？不同的物体下落得快慢几乎一样？ 二、今天我们自己也可以研究这个问题二、今天我们自己也可以研究这个问题原因原因: :空气阻力对运动快慢有影响空气阻力对运动快慢有影响如果物体只受如果物体只受重力

3、重力作用作用(空气阻空气阻力可忽略不计时力可忽略不计时)，在同一高度静，在同一高度静止释放不同物体止释放不同物体,它们下落的快慢它们下落的快慢应该相同，而应该相同，而与物体轻重无关与物体轻重无关牛顿管牛顿管抽气后，就排除了抽气后，就排除了 的影响的影响 注意：观察实验注意：观察实验 得出结论得出结论空气空气牛顿管实验牛顿管实验现象：现象： 。结论：结论： 。 在真空中下落快慢与物体的在真空中下落快慢与物体的重量无关重量无关在真空中同时落地在真空中同时落地 阿波罗登月实验阿波罗登月实验 1970年，年，阿波罗飞阿波罗飞船登上无大气的月球后，船登上无大气的月球后，宇航员特地做了使羽毛宇航员特地做了

4、使羽毛和重锤从同一高度同时和重锤从同一高度同时释放的实验，无数观众释放的实验，无数观众从荧屏上看到，它们并从荧屏上看到，它们并排下落，同时落到月球排下落，同时落到月球表面。表面。一、定义：一、定义：物体物体 只在重力作用只在重力作用下下 从从 静止静止 开始下落的运动开始下落的运动三、性质：三、性质：自由落体运动自由落体运动2.4 2.4 自由落体运动自由落体运动二、特点：二、特点：V0=0只受重力只受重力 如果空气阻力对物体影响很小，可忽略不计，那么，物体在如果空气阻力对物体影响很小，可忽略不计，那么，物体在空气中从静止开始下落的运动就可以看作是自由落体运动。空气中从静止开始下落的运动就可以

5、看作是自由落体运动。打点计时器打点计时器纸带纸带夹子夹子重物重物实验实验3: 3: 用打点计时器测自由落体的加速度用打点计时器测自由落体的加速度实验装置实验装置数据处理数据处理x1x4x3x6x7x2x5g =9.8m/s2或或g =10m/s2自由落体运动自由落体运动一、定义：一、定义：物体物体 只在重力作用只在重力作用下下 从从 静止静止 开始下落的运动开始下落的运动三、性质：三、性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动四、加速度四、加速度大小大小:a=g（重力加速度）（重力加速度）纬度越高纬度越高 方向方向: .竖直向下竖直向下g 值越大值越

6、大二、特点：二、特点：只受重力只受重力V0=0 五、重力加速度五、重力加速度 在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫度都相同，这个加速度叫重力加速度重力加速度，用用g 表示。表示。 在地球上不同地点，在地球上不同地点，g 的值略有不同。的值略有不同。 在通常的计算中，取在通常的计算中，取 g = 9.8 m/s 2。重力加速度。重力加速度方向总方向总是竖直向下。是竖直向下。g ( m/s2 )地地 点点 北北 极极 北北 京京上上 海海 广广 州州赤赤 道道纬纬 度度 9. 832 9. 801 9. 794 9. 788

7、 9. 780 39 56 90 31 12 23 06 0 赤道：赤道：g=9.780m/s2北京：北京：g=9.801m/s2北极：北极：g=9.832m/s2随纬度升高，重力加速度增大。随纬度升高，重力加速度增大。莫斯科：莫斯科：g=9.816m/s2 地 点 纬 度重力加速(ms-2) 特 点 赤道 0 9.780 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 最大六、速度和位移公式六、速度和位移公式V=V0+atV -

8、V0 =2aX2 22 2X=V0t+ at2 22 21 1匀变速直线运动匀变速直线运动自由落体运动自由落体运动gggV= gtV = 2gX2 2X= gt2 22 21 1小结小结物体物体 只只在重力作用在重力作用下下 从从 静止静止 开开始下落的运动始下落的运动一、定义一、定义:三、性质：三、性质：自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为零零的的匀加速匀加速直线运动直线运动四、加速度四、加速度(重力加速度重力加速度)方向方向: .竖直向下竖直向下大小大小: g =9.8m/s2或或g =10m/s2纬度越高纬度越高 g 值越大值越大二、特点：二、特点：只受重力只受重力V0=0四、速

9、度和位移公式四、速度和位移公式V= gtV = 2gX2 2X= gt2 22 21 1例例1、关于自由落体运动，下列说法正确的是（、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）A、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动B、自由落体运动是初速度为零、加速度为、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的的 竖直向下的匀加速直线运动竖直向下的匀加速直线运动C、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 叫自由落体运动叫自由落体运动D、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时， 物体静止开始下落的

10、运动可看作自由落体物体静止开始下落的运动可看作自由落体 运动运动例例2、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，下列说法 正确的是（正确的是（ ）A、重的物体、重的物体g大大B、同一地点，轻、重物体的、同一地点，轻、重物体的g值一样大值一样大C、g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D、g值在赤道处大于北极处值在赤道处大于北极处例例3、一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后、一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后 1s内下落的高度为楼高的内下落的高度为楼高的7/16，求楼高？，求楼高？例例4、为了求出塔的高度，从塔顶只有下落一石、为了求出塔的高度，从塔顶只有

11、下落一石 子，除了需要知道重力加速度以外，还需子，除了需要知道重力加速度以外，还需 只知道下面哪一项（只知道下面哪一项（ ）A、石子落至地面所经历的时间、石子落至地面所经历的时间B、最初、最初1s内石子的位移内石子的位移C、最后、最后1s内石子的位移内石子的位移D、第、第1s末的速度和第末的速度和第2s末的速度末的速度例例5、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下 高为高为1.4m的窗户时，用时的窗户时，用时0.2s，空气阻，空气阻 力不计，取力不计，取g=10m/s2，求此窗户离屋檐，求此窗户离屋檐 距离？距离？例例6、为了测出井口到水面的距离，让一小石块从井

12、口、为了测出井口到水面的距离，让一小石块从井口自由下落，经过秒后听到石块击水的声音，估自由下落，经过秒后听到石块击水的声音，估计井口到水面的距离计井口到水面的距离考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？偏大还是偏小？ 例例7：雨滴通常从雨滴通常从 1 500 m 左右的高度落下，如果没有左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？度是多少？ght2 s5 .17s8 . 950012 雨滴落地时的速度为雨滴落地时的速度为m/s5 .171m

13、/s5 .178 . 9 gtvt 解：解：如果没有空气阻力，雨滴下落的运动可以看成自如果没有空气阻力，雨滴下落的运动可以看成自由落体运动，由公式由落体运动，由公式 得得221=tgh 讨论：讨论：实际上雨滴落到地面的速度不超过实际上雨滴落到地面的速度不超过8 m/s，说明，说明物体从很高的地方下落时，空气阻力是不可忽略的，有时物体从很高的地方下落时，空气阻力是不可忽略的，有时空气阻力可以大到等于物体的重力。空气阻力可以大到等于物体的重力。 例例8：如图所示，一个小钢球做自由落体运动。测得小如图所示，一个小钢球做自由落体运动。测得小钢球经过钢球经过 A点时的速度是点时的速度是 2.42 m/s

14、，经过，经过 B 点时的速度是点时的速度是 4.64 m/s， 所用时间是所用时间是0. 226 s，求此地的重力加速度和，求此地的重力加速度和AB 间的距离。间的距离。 解：解：因为自由落体是匀加速直线运动，所以因为自由落体是匀加速直线运动，所以tvvgAB- - 22m/s82. 9m/s226. 042. 264. 4 - -tvvhBAAB2 m80. 0m226. 0264. 442. 2 tgvvAB - -AB 1. 在某地让一个小球从在某地让一个小球从 17.7 m 高的地方自由下落，高的地方自由下落，测得小球下落到地面处所用的时间是测得小球下落到地面处所用的时间是1.9 s，

15、求此地的重力，求此地的重力加速度和加速度和1.9 s 末的速度。末的速度。22thg 222m/s8 . 9m/s9 . 17 .172 小球在小球在1.9 s 末的速度为末的速度为m/s6 .18m/s9 . 18 . 9 gtvt 解：解：由公式由公式 得得221=tgh 练练 习习 2. 一个物体从一个物体从 19.6 m 高的地方自由下落，问经过多高的地方自由下落，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？ght2 s0 . 2s8 . 96 .192 物体落地时的速度为物体落地时的速度为m/s6 .19m/s0 . 28 . 9 gtvt 解：解：由公式由公式 得得221=tgh2、16世纪末，意大利比萨大学的青年学者佃利略(GalileoGalilei，15641642)对亚里士多德的论断表示了怀疑后来，他在1638年出版的两种新科学的对话，一书中对此作出了评论根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大假定大石头的下落速度为8