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1、第二章 匀变速直线运动的研究5 自由落体运动物体下落的运动物体下落的运动是一种常见的运动是一种常见的运动探究一：探究一： 轻重不同轻重不同的物体，的物体，下落下落的快慢的快慢是否相同呢？是否相同呢？ 动画演示一：动画演示一：动画演示二：动画演示二：结论：结论： 不一定相同！不一定相同！探究二：探究二： 影响物体影响物体下落快慢下落快慢的的因因素素是什么呢？是什么呢？牛顿管实验牛顿管实验猜想：猜想： 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的物体体下落快慢下落快慢是否相同呢？是否相同呢？ 美国宇航员大美国宇航员大卫卫斯哥特斯哥特在月球上在月球上同同时释放了时释放了一把锤子一把锤子
2、和和一根羽毛一根羽毛， 他发现两他发现两者同时落地。者同时落地。一自由落体运动一自由落体运动1. 定义定义: 物体物体只只在在重力重力作用下，从作用下，从静止静止开始开始下落的运动，叫下落的运动，叫自由自由落体运动。落体运动。 v0 = 0 ，是，是加速加速运动运动； 只受只受重力重力作用；作用；2. 特点特点:3. 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，物体的下落物体的下落也可以也可以近似看作近似看作自由落体运动。自由落体运动。 轨迹轨迹是是直线。直线。探究三探究三: : 自由落体运动自由落体运动是是什么性质什么性质的运动呢？的运动呢？ 纸带纸带夹子夹子重物重物
3、用用打点计时打点计时器器来来研究自研究自由落体运动由落体运动 自由落体运动自由落体运动，是是初速度为初速度为 0 的的匀加速匀加速直线直线运动。运动。021S134S2S3S4S5S656 (S2-S1) = (S3-S2) = (S4-S3)= (S5-S4) = (S6-S5)= aT 2 4561232()()?(3 )SSSSSSaT也可以用也可以用频闪照相频闪照相来来研究研究自由落体运动自由落体运动x1x2x3x4x5x6二、自由落体的运动性质二、自由落体的运动性质 自由落体运动自由落体运动， 是是初速度为初速度为 0 的的匀加速匀加速直线运动。直线运动。三、自由落体加速度三、自由落
4、体加速度 g（重力加速度重力加速度）1. 定义：定义：在同一地点，在同一地点，一切物体一切物体自由下落的自由下落的加速度加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加都相同，这个加速度叫做自由落体加速度。速度。2. 方向：方向：竖直向下竖直向下3. 大小：通过大小：通过多种方法多种方法用用实验测定实验测定， 在地球上的不同地方在地球上的不同地方 g 不同，不同， 一般取一般取 g = 9.8m/s2 , 粗略计算可以取粗略计算可以取 g =10m/s2 。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 = 9.816
5、m/s2随随纬度纬度升高，重力加速度升高，重力加速度增大增大 v g t x = g t2/2 v2 = 2 g x四、自由落体的运动规律四、自由落体的运动规律1. 速度与时间关系式速度与时间关系式 v a t2. 位移与时间关系式位移与时间关系式 x = at2/23. 位移与速度关系式位移与速度关系式 v2 = 2ax一一 、 自由落体运动的定义自由落体运动的定义三、三、 自由落体运动的加速度自由落体运动的加速度 四、四、 自由落体运动的规律自由落体运动的规律五、五、 自由落体运动的应用自由落体运动的应用二、二、 自由落体运动的性质自由落体运动的性质课堂小结做一做做一做测定反应测定反应时间
6、时间 从发现情况到采取相从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫反应行动所经过的时间叫反应时间。应时间。【例题例题1 】 将甲乙两物体从同一高度由静止释放，将甲乙两物体从同一高度由静止释放，已知甲物体的重力是乙的已知甲物体的重力是乙的3倍，空气阻力忽略不倍，空气阻力忽略不计，则计，则：（：（） A、甲一定先落地、甲一定先落地B、乙一定先落地、乙一定先落地C、甲、乙同时落地、甲、乙同时落地D、乙可能先落地、乙可能先落地 C 【例题例题2】 1991年年5月月15日日北京晚报北京晚报，报，报道了一位青年奋勇接住从道了一位青年奋勇接住从 15 层高楼窗口跌出层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹。设每层楼的高
7、度是的孩子的动人事迹。设每层楼的高度是 2.8 m ，这位青年从他所在的地方冲到楼下需要，这位青年从他所在的地方冲到楼下需要的时间是的时间是 1.3 s ，请你估算一下他要接住孩子，请你估算一下他要接住孩子，至少允许他有多长的反应时间至少允许他有多长的反应时间?（g 取取 10 m/s2 )分析：小孩下落的高度分析：小孩下落的高度 x = 15 2.8m = 42m，根据根据 x ，算出小孩下落的时间为，算出小孩下落的时间为 t = 2.9s，则至多允许这位青年的反应时间为，则至多允许这位青年的反应时间为 t = 2.9s - 1.3s = 1.6s 。【例题例题3】在忽略空气阻力的情况下，让
8、在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时静止下落，下石块和木块从同一高度同时静止下落，下列说法正确的是列说法正确的是（ ）A、重的石块先落地、重的石块先落地B 、轻的木块先着地、轻的木块先着地C 、在着地前的任一时刻，二者具有相、在着地前的任一时刻，二者具有相同的的速度，相同的位移同的的速度，相同的位移D、 两者在下落这段时间内的平均速度两者在下落这段时间内的平均速度相等相等解析：在没有空气阻力的情况下，石块和木解析：在没有空气阻力的情况下，石块和木块下落快慢相同，所以块下落快慢相同，所以AB错，选项错，选项C正确，根据正确，根据平均速度的定义又可知平均速度的定义又可知D也也正确正确
9、C D【例题例题4】在探究自由落体运动的规律实验在探究自由落体运动的规律实验中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：横线上： 。A. 拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器处，拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带，让重物带动纸带先接通电源，后放开纸带，让重物带动纸带自由下落；自由下落；B. 将打点计时器坚直固定在铁架台上，并接将打点计时器坚直固定在铁架台上，并接好电路；好电路；C. 用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带穿用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带穿过打点计时器的限位孔；过打点计时器的限位孔；D. 断开电源，取下纸带断开电源，取下纸带E. 换上新的纸带，再重复做三次换上新的纸带，再重复做三次BCADE【例题例题5】从某砖墙前的高从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。上留下了一条模糊的径迹。 已知每块砖的平均厚度已知每块砖的平均厚度为为 6 cm，石子起落点距地，石子起落点距地面的高度约为面的高度约为 2.5 m。怎样。怎样估算这架照相机的曝光时间？估算这架照相机的曝光时间？ 地面地面石子下落的径迹石子下落的径迹