25自由落体运动.pptx

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1、飘落的树叶飘落的树叶滴下的雨水滴下的雨水树上掉落的果实树上掉落的果实从高处到低处的从高处到低处的下落运动下落运动物理学把这样的运动形态叫做“落体运动”落体运动落体运动1.不同物体下落的快慢一样吗不同物体下落的快慢一样吗？2.物体下落的快慢和什么因素有物体下落的快慢和什么因素有关呢关呢？亚里士多德（亚里士多德（Aristotle 公元前公元前384-公元前公元前322） 古代希腊著古代希腊著名哲学、科学家、教育家。被名哲学、科学家、教育家。被称为称为百科全书式百科全书式的学者。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

2、正确呢？ 16世纪末，意大利比萨大学的世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略青年学者伽利略(GalileoGalilei，15641642)对亚里士多德的论对亚里士多德的论断表示了怀疑断表示了怀疑世界著名的比萨世界著名的比萨斜塔斜塔实验证明实验证明重的铁球和轻的铁球重的铁球和轻的铁球下落快慢相同下落快慢相同A 理论理论:假设假设亚里士多德正确亚里士多德正确（重的物体下落得重的物体下落得快快)V大大V小小?v矛盾？矛盾？结论结论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：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。下落速度比大石头慢。结论结论1：整体其所

3、受的重力一定比其中任一石块大，其下落速度比任：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。一石块快。这两个结论能同时成立吗？这两个结论能同时成立吗？（说明了什么？）（说明了什么？）V小小V大大VV小小VV大大逻辑的力量 1.1.把一张纸片和一枚硬币从把一张纸片和一枚硬币从同一高度同一高度，同时同时释放，释放，哪个下落的快？哪个下落的快？ 2.2.把纸片捏成一个很紧的纸团，再与硬币同一高度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？一起释放，哪个下落的快？ 3.3.将半张纸揉成团与一张纸从同一高度，同时释放，将半张纸揉成团与一张纸从同一高度，同时释放，哪个

4、下落的快？哪个下落的快？今天我们自己也可以研究这个问题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？结论：物体下落的快慢与空气阻力有关。牛顿管实验牛顿管实验 如果如果没有没有空气阻力，空气阻力，轻重不同轻重不同的物体的物体下落快慢下落快慢是否真的相同呢？是否真的相同呢？WWW.ZXXK.COM牛顿管牛顿管牛顿牛顿（1684年年-1727年）年） 将将羽毛和和金属片放入放入有空气的的玻璃管中玻璃管中, ,让它们同时下落让它们同时下落, ,观察到观察到的现象是金属片下落得快的现象是

5、金属片下落得快, ,羽毛下落羽毛下落得慢得慢, ,将羽毛和金属片放人将羽毛和金属片放人抽去空气的玻璃管中的玻璃管中, ,让它们同时下落让它们同时下落, ,观察观察到的现象是金属片和羽毛到的现象是金属片和羽毛下落的快慢相同牛顿管实验牛顿管实验牛顿管实验牛顿管实验做牛顿管对比实验要做牛顿管对比实验要注意：注意：抽气达到一定的真空度时，应先关闭毛线管阀门，然抽气达到一定的真空度时，应先关闭毛线管阀门，然后再停止泵的运转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管中同时下落，它们几乎同时落到管底打开

6、进气阀打开进气阀,让学生注意听到进气的声音让学生注意听到进气的声音,看羽毛被气流看羽毛被气流吹起的现象吹起的现象,再让学生观察羽毛再让学生观察羽毛,软木塞或金属屑在有空气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的牛顿管中同时下落，它们的下落快慢差别很大实验时实验时,勿使金属片压在羽毛上勿使金属片压在羽毛上,以免不抽气时出现同时下以免不抽气时出现同时下落的现象落的现象影响落体运动快慢的因素是影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，的作用，没有空气阻力时，时，只有在重力作用下轻重不同的物体只有在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同。牛顿管实验牛顿管实验 定义：物体定义：物体

7、只在重力只在重力作用下从作用下从静止静止开始开始下落的运动，叫做自由落体运动。下落的运动，叫做自由落体运动。条件：条件：（1）静止即）静止即v0=0（2）只受）只受重力重力。若受到空气阻力，当。若受到空气阻力，当f空空G的情况，可看做自由落体运动的情况，可看做自由落体运动。所以自由。所以自由落体运动是落体运动是一种理想运动。一种理想运动。注：注：如果空气阻力的如果空气阻力的作用比较小作用比较小，可以忽略可以忽略，静止静止物体的下落也可以物体的下落也可以近似看作近似看作自由落体运动。自由落体运动。一般物一般物体体质量越大并且体积越小质量越大并且体积越小，空气阻力影响越小。，空气阻力影响越小。思考

8、：自由落体运动满足什么运动规律？思考：自由落体运动满足什么运动规律？自由落体运动的性质自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为零自由落体运动是初速度为零的匀加速运动的匀加速运动,不同重量的物体加速度是相同的。不同重量的物体加速度是相同的。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: : 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1.1.本质：自由落体运动是一种本质：自由落体运动是一种初速度为初速度为零零的的匀加速匀加速直线运动；直线运动；提示：提示：所有所有初速度为零初速度为零的的匀加速直线匀加速直线运动运动满足的规律，自由落体运动

9、都应该满足满足的规律，自由落体运动都应该满足. .g1.定义定义：在：在同同一地点，一地点，一切一切物体自由物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，又叫重力加速度做自由落体加速度，又叫重力加速度2. 产生原因：产生原因：由于地球上的物体受到由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的地球的吸引力而产生的g =9.8m/s2，大小大小:方向方向: 竖直向下竖直向下粗略计算时粗略计算时g 值可值可取取10m/s2注意：竖直向下，而非垂直向下！注意：竖直向下，而非垂直向下！地点地点纬度纬度重力加速度重力加速度赤道赤道09.780广州广州23069.788

10、武汉武汉30339.794上海上海31129.794东京东京35439.798北京北京39569.801纽约纽约40409.803莫斯科莫斯科55459.816北极北极909.832结论：重力加速度随纬度增加而增大结论：重力加速度随纬度增加而增大赤道：赤道：g=9.780m/s2北京：北京：g=9.801m/s2北极：北极：g=9.832m/s2莫斯科：莫斯科：g=9.816m/s2自由落体加速度自由落体加速度重力加速度重力加速度g 1.在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同同.这个加速度叫自由落体加速度这个加速度叫自由落体加速度,也叫做重力加速度也

11、叫做重力加速度,通常用通常用g表示。表示。 2.不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通不同的地理位置，重力加速度的大小不同，通常情况下常情况下g 取取9.8m/s2 ，粗略计算，粗略计算g 取取10m/s2 . 3.重力加速度的方向总是重力加速度的方向总是竖直向下竖直向下，与重力方，与重力方向相同。向相同。 随纬度升高重力加速度增大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重力加速度随高度的升高而减小tavt=221xtasavt2=2tgvt=221=tghhgvt2=2a gs h 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以，匀变

12、速直线运动公式也适用于自由落动，所以，匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。体运动。自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为0的匀加速运动的匀加速运动1.速度公式：速度公式：2.位移公式：位移公式：3.推论：推论：4.特点：特点：v1 v2 v31 2 3X1 X2 X3 1 4 9X X X 1 3 5XXXXXgT2gtv 2gt21x 2gxV2t知识要点知识要点 请一位同学用两个手指捏住木尺顶端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部作握住木尺的准你用一只手在木尺下部作握住木尺的准 备备,但手的任何部位都不要碰到木尺。但手的任何部位都不要碰到木尺。 当看到那位同学放

13、开手时当看到那位同学放开手时,你立即握住木尺。你立即握住木尺。 测出木尺降落的高度测出木尺降落的高度 根据自由落体运动知识根据自由落体运动知识,可以算出你的反可以算出你的反 应时间。应时间。 方法一实验结论：实验结论：人的反应时间等于人的反应时间等于直尺下落的时间直尺下落的时间 比比谁的反应时间短比比谁的反应时间短 ！ 两秒表上显示的时间差，即为你的两秒表上显示的时间差，即为你的 反应时间。反应时间。 方法二方法二取两只秒表，均调零，请一位同学手取两只秒表，均调零，请一位同学手 握一只秒表，站在你眼前。握一只秒表，站在你眼前。同时你手握另一只秒表，做好按下同时你手握另一只秒表，做好按下 秒表的

14、准备。秒表的准备。当你看到同学的手在按下秒表时，当你看到同学的手在按下秒表时， 你立即按下秒表。你立即按下秒表。 从某砖墙前的高处使一个石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。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已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置，拍摄到的石子位置 A 距石距石子起落点的竖直距离约子起落点的竖直距离约 2 m。怎。怎样估算这个照相机的曝光时间？样估算这个照相机的曝光时间？ 解析：解析：曝光时间越短，石子速度变曝光时间越

15、短，石子速度变化很小，所以把石子下落的长度除以快化很小，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落的长度可以利用途中AB的长度与砖的长度与砖块的平均厚度的对比计算出来，这样的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。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。测高度测高度设计实验：测量高度设计实验：测量高度221gth 课堂小结：1.1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运定义：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。动叫做自由落体运动。 条件条

16、件: :只受重力作用只受重力作用; ;初速度为初速度为0.0.2.2.性质：初速度为零的匀加速直线运动。性质：初速度为零的匀加速直线运动。3.3.自由落体加速度：自由落体加速度： （1 1）大小：通常）大小：通常g=9.8m/sg=9.8m/s2 2 粗略粗略g=10m/sg=10m/s2 2 （2 2）方向：）方向：竖直向下竖直向下4.4.规律：规律： （1 1）h=gt/2h=gt/2； （2 2）v=gtv=gt； （3 3）v=2ghv=2gh； 5.5.应用：测定反应时间应用：测定反应时间 测定高度测定高度 1.答答:文具橡皮下落的快文具橡皮下落的快,将纸片揉成很紧的小将纸片揉成很紧

17、的小纸团后纸团后,小纸团下落变快。这是因为空气阻力小纸团下落变快。这是因为空气阻力作用的不同作用的不同,纸片受的空气阻力大纸片受的空气阻力大,小纸团受的小纸团受的空气阻路小。空气阻路小。2.解解: 根据根据x=gt2/2得得x=45m，由于空气阻力，由于空气阻力,下下落加速度小于落加速度小于g,计算结果应小于计算结果应小于45m。 问题与练习问题与练习3.解解: 设井口到睡眠的距离为设井口到睡眠的距离为x,石块下落做石块下落做自由落体运动自由落体运动,设石块到水面的时间为设石块到水面的时间为t,则则有有: x=gt2/2=31m。由于声音的传播需要一。由于声音的传播需要一定的时间定的时间,所以石块下落到水面的时间所以石块下落到水面的时间t2.5s,我们估计的我们估计的x偏大。偏大。4.提示提示: 可以利用公式可以利用公式x=gt2/2计算自由落体计算自由落体加速度加速度g的大小的大小,也可以先利用公式也可以先利用公式v=x/t计计算出各时刻的速度算出各时刻的速度v,再利用再利用v-t图像来解自图像来解自由落体加速度的大小。由落体加速度的大小。