2.5自由落体运动 .ppt

1、自 由 落 体 运 动,第五节,从高处到低处的 下落运动,物理学把这样的运动形态叫做“落体运动”,1.不同物体下落的快慢一样吗,？,提出问题,亚里士多德（Aristotle 公元前384-公元前322） 古代希腊著名哲学、科学家、教育家。被称为百科全书式的学者。,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，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？,历史回顾,16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略(GalileoGalilei，15641642)对亚里士多德的论断表示了怀疑,历史回顾,世界著名的比萨斜塔实验证明 重的铁球和轻的铁球下落快慢相同,A 理论:假设

2、亚里士多德正确（重的物体下落得快),V大,V小,?,v,矛盾？,结论2：独自下落慢的小石头就会拖慢独自下落快的大石头，最终其下落速度比大石头慢。,结论1：整体其所受的重力一定比其中任一石块大，其下落速度比任一石块快。,这两个结论能同时成立吗？,（说明了什么？）,V小V大V,V小VV大,历史回顾,逻辑的力量,实验探究,1.把一张纸片和一枚硬币从同一高度，同时释放，哪个下落的快？ 2.把纸片捏成一个很紧的纸团，再与硬币同一高度一起释放，哪个下落的快？ 3.将半张纸揉成团与一张纸从同一高度，同时释放，哪个下落的快？,今天我们自己也可以研究这个问题,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

3、快慢几乎一样？,结论：物体下落的快慢与空气阻力有关。,探究： 实验 牛顿管实验 结论1：轻重不同的物体，只受重力时， 下落的快慢是_. 结论2：影响物体下落快慢的因素是 .,如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落快慢是否真的相同呢？,WWW.ZXXK.COM,牛顿管,牛顿 （1684年-1727年）,将羽毛和金属片放入有空气的玻璃管中,让它们同时下落,观察到的现象是金属片下落得快,羽毛下落得慢,将羽毛和金属片放人抽去空气的玻璃管中,让它们同时下落,观察到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同,实验 牛顿管实验,实验 牛顿管实验,做牛顿管对比实验要注意：,抽气达到一定的真空度时，应先关闭毛线管阀门，然

4、后再停止泵的运转,先让学生观察羽毛、软木塞或金属片在已抽真空的牛顿管中同时下落，它们几乎同时落到管底,打开进气阀,让学生注意听到进气的声音,看羽毛被气流吹起的现象,再让学生观察羽毛,软木塞或金属屑在有空气的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大,实验时,勿使金属片压在羽毛上,以免不抽气时出现同时下落的现象,影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。,实验 牛顿管实验,结论：,（1）自由落体运动,定义：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。,条件： （1）静止即v0=0 （2）只受重力。若受到空气阻力，当f空G的情况

5、，可看做自由落体运动。所以自由落体运动是一种理想运动。,一、自由落体运动,注：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，静止物体的下落也可以近似看作自由落体运动。一般物体质量越大并且体积越小，空气阻力影响越小。,直线,运动特征,加速?,匀加速?,运动轨迹,自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速运动,不同重量的物体加速度是相同的。,实验: 用打点计时器测自由落体的加速度,实验装置,数据处理,1.本质：自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动；,二、自由落体运动的性质,提示：所有初速度为零的匀加速直线运动满足的规律，自由落体运动都应该满足.,（2）自由落体加速度,三、自由落体加速度,g

6、,1.定义：在同一地点，一切物体自由 下落的加速度都相同，这个加速度叫 做自由落体加速度，又叫重力加速度,2. 产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的,g =9.8m/s2，,大小:,方向:,竖直向下,粗略计算时g 值可取10m/s2,注意：竖直向下，而非垂直向下！,重力加速度的数值,结论：重力加速度随纬度增加而增大,赤道： g=9.780m/s2,北京： g=9.801m/s2,北极： g=9.832m/s2,莫斯科： g=9.816m/s2,自由落体加速度,重力加速度g,1.在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同.这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示。

7、,2.不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情况下g 取9.8m/s2 ，粗略计算g 取10m/s2 .,3.重力加速度的方向总是竖直向下，与重力方向相同。,随纬度升高重力加速度增大,4.重力加速度随高度的升高而减小,（3）自由落体运动的规律,四、自由落体运动的公式,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。,自由落体运动是初速度为0的匀加速运动 1.速度公式： 2.位移公式：3.推论：4.特点：v1 v2v3123 X1X2X3 149 XXX 135 XXXXXgT2,（4）测定反映时间,请一位同学用两个手指捏住木尺顶端 你用一只手在木尺下

8、部作握住木尺的准 备,但手的任何部位都不要碰到木尺。 当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺。 测出木尺降落的高度 根据自由落体运动知识,可以算出你的反 应时间。,方法一,游戏,比比谁的反应时间短 ！,两秒表上显示的时间差，即为你的 反应时间。,方法二,取两只秒表，均调零，请一位同学手 握一只秒表，站在你眼前。,同时你手握另一只秒表，做好按下 秒表的准备。,当你看到同学的手在按下秒表时， 你立即按下秒表。,（5）测量曝光时间,从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。 已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距

9、石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？,小练习,解析：曝光时间越短，石子速度变化很小，所以把石子下落的长度除以快门开启时间认为是石子的速度。石子下落的长度可以利用途中AB的长度与砖块的平均厚度的对比计算出来，这样的处理对结果的影响可以忽略不计。,请思考如何测量悬崖、峡谷的高度、一口井的深度。,测高度,设计实验：测量高度,?,课堂小结：,1.定义：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。 条件:只受重力作用;初速度为0. 2.性质：初速度为零的匀加速直线运动。 3.自由落体加速度： （1）大小：通常g=9.8m/s2 粗略g=10m/s2 （2）方向：竖直向下 4.规律： （1）h=gt/2； （2）v=gt； （3）v=2gh； 5.应用：测定反应时间 测定高度,1.答:文具橡皮下落的快,将纸片揉成很紧的小纸团后,小纸团下落变快。这是因为空气阻力作用的不同,纸片受的空气阻力大,小纸团受的空气阻路小。 2.解: 根据x=gt2/2得x=45m，由于空气阻力,下落加速度小于g,计算结果应小于45m。,问题与练习,3.解: 设井口到睡眠的距离为x,石块下落做自由落体