3.3匀变速直线运动实例__自由落体运动课件（29张PPT）

(共29张PPT)
探究：
物体下落的快慢是否与物体的轻重有关？
探究：物体下落的快慢是否与物体的轻重有关？
1.物体下落的快慢与物体 _________ 无关；
2.影响落体运动快慢的因素是_____________的作用；
3.没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢________．
结论：
早在三百年前伽利略通过比萨斜塔实验证明：
重的铁球和轻的铁球下落快慢相同
轻重
空气阻力
相同
一、自由落体运动
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。
运动特点：
A、只受重力作用
B、从静止开始运动，即初速度为零
物理模型
实际运动可看作自由落体运动的条件：
在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，或者说空气阻力远小于物体的重力时，可以忽略空气阻力，此时物体从静止下落的运动可以看做是自由落体运动.
严格的自由落体运动，只在没有空气的空间才能发生，通常所讲的自由落体运动是一种理想化的运动模型.
提出猜想（假设）：
我们的生活经验告诉我们，自由下落的物体总是下落地越来越快，是加速运动，那么它是怎样加速的呢？是最简单的加速运动——匀加速直线运动吗？
经历探究、体验过程
下面实验中的重物的运动可看成自由落体运动吗？
分析思考 ：
将打点计时器打出的纸带，以间隔相同点（如：每隔1个点）的方式依次剪成短纸条，下端对齐，按先后顺序并列粘贴在一起。根据图形特点判断它们表示什么样的运动。
数据处理
匀加速直线运动
任意两个连续相等时间间隔T内的位移之差相等
表示相等相间
方案1：
用打点记时器探究自由落体运动的规律。
设计方案、验证假设：
方案2：
用频闪照相法探究自由落体运动的规律。
用频闪照相法探究自由落体运动的规律
分析:
O
A
B
C
D
E
LOA＝1.30cm LOB=2.13cm LOC=3.23cm LOD=4.60cm LOE=6.24cm T=1/60 s
1.30cm
2.13cm
3.23cm
4.60cm
6.24cm
S1
S2
S3
S4
S2-S1=0.27cm
S3-S2=0.27cm
S4-S3=0.27cm
连续相等时间内的位移之差：
S1=LOB－ LOA ＝0.83cm
S2=LOC－LOB ＝1.10cm
S3=LOD－LOC ＝1.37cm
S4=LOE－LOD ＝1.64cm
相等时间T内的位移：
分析:
O
A
B
C
D
E
LOA＝1.30cm LOB=2.13cm LOC=3.23cm LOD=4.60cm LOE=6.24cm T=1/60 s
1.30cm
2.13cm
3.23cm
4.60cm
6.24cm
S1
S2
S3
S4
ΔS＝ S2-S1=0.27cm
ΔS＝ S3-S2=0.27cm
ΔS＝ S4-S3=0.27cm
连续相等时间内的位移之差：
加速度a:
方案1：
用打点记时器探究自由落体运动的规律。
设计方案、验证假设：
方案2：
用频闪照相法探究自由落体运动的规律。
结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
表1
地点 纬度 重力加速度
赤道 0° 9.780
广州 23°06′ 9.788
武汉 30°33′ 9.794
上海 31°12′ 9.794
东京 35°43′ 9.798
北京 39°56′ 9.801
纽约 40°40′ 9.803
莫斯科 55°45′ 9.816
北极 90° 9.832
2、自由落体运动的加速度a :
2、自由落体运动的加速度 a :
①在地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，叫这个加速度也叫做重力加速度，通常用g表示
g
(1)特点：
②在地球上的不同地方，重力加速度的大小是 不同的，
纬度越高，其重力加速度越大。
海拔高度越高，其重力加速度越小
③不同星球表面的重力加速度是不同的。
2、自由落体运动的加速度g:
（2）大小：在地球上通常情况下g取 ，粗略计算时g还可取10m/s2 。
（3）方向：重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下
(1)特点：
3.自由落体运动的性质：
B、重力加速度取
Ａ、初速度为0
C、匀加速直线运动
结论:
自由落体运动是初速度为零加速度为
的匀加速直线运动。
地球上
匀变速直线运动一般规律
自由落体运动规律
v2=2gh
v =g t
vt 2 - v 02 =2as
v t= v 0+at
h= g t2
s= v 0 t+ at2
二、自由落体运动的规律
V0=0 a=g
1．一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大 落到地面用了多长时间 (取g=10m/s2，不计空气阻力)
小试牛刀
2．甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落（忽略空气阻力），由下列说法正确的是（ ）
A．甲比乙先着地
B．甲比乙的加速度大
C．甲、乙同时着地
D．无法确定谁先着地
3．一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( )
A．铁钉比棉花团重
B．铁钉比棉花团密度大
C．空气阻力对棉花团的影响比对铁钉的影响大
D．铁钉的重力加速度比棉花团的大
C
C
4．关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( )
A．重的物体的g值大
B．同一地点,轻重物体的g值一样大
C．g值在地球上任何地方都一样大
D．g值在赤道处小于在北极处
5．自由落体运动的v-t图象应是图中的( )
BD
B
继续探究
自由落体运动的应用
亚里士多德
物体下落快慢由物体重力决定
即：物体越重 下落越快
世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家，被称为百科全书式的学者。
研究方法：观察——思考
（直觉）
三、自由落体运动规律探索的回眸
巧妙推理
假设：重物体比轻物体下落快
结论：从亚里士多德理论出发，从不同的角度分析，得到两个自相矛盾的结论，推翻亚里士多德的缪论。
若把两个轻重不同的物体捆在一起，仍从同一高度下落。
①整体分析：新组成的物体比上述两个物体中
的任一个都重，从而下落得最快。
②局部分析：重物体下落得快，受到一个下落得慢的轻物
体作用，比单独下落要慢。
伽利略（1564-1642）
物体下落的快慢与它们所受的空气阻力大小有关;如果排除了空气阻力，轻重不同的物体下落快慢应该是相同的。
即：在没有空气的空间，物体的下落运动与物体的轻重无关。
研究方法：
观察——实验（对比实验）——理性思维。
伽利略对落体运动的研究
1。提出假说：自由落体运动是一种最简单的变速运动——
初速度为零的匀变速直线运动
初速度为零的匀变速直线运动的物体，通过
的位移与时间的平方成正比。 S ∝t2
3。实验验证：“放慢了的落体运动”——斜面实验
4。合理外推：斜面倾角增大到900时，物体成为自由落体，
小球仍保持匀变速直线运动的性质
小球沿光滑斜面，从静止开始的运动是
匀变速直线运动。
2。数学推理：
遇到的困难：
测量物体自由下落的时间和位移
一、自由落体运动
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。
2、特点： A、只受重力作用
B、从静止开始运动，即初速度为零
C、空气阻力可以忽略
小 结
3.自由落体运动的性质：
B、重力加速度取
Ａ、初速度为0
C、匀加速直线运动
4、自由落体运动的规律
v2=2gh
v =g t
h= g t2
2、自由落体运动的加速度 g :
①在地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同，叫这个加速度也叫做重力加速度，通常用g表示
(1)特点：
②在地球上的不同地方，重力加速度的大小是不同的，
纬度越高，其重力加速度越大。
海拔高度越高，其重力加速度越小
③不同星球表面的重力加速度是不同的。
（2）大小：在地球上通常情况下g取 ，粗略计算时g还可取10m/s2 。
（3）方向：重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下