1.7 对自由落体运动的研究(共30张PPT)

(共30张PPT)
7.对自由落体运动的研究
1．初速度为零的匀变速直线运动的规律：
(1)速度变化的规律：vt＝________.
(2)位移变化规律x＝________.
【答案】　(1)at　(2) at2
2．初速度为零的匀变速直线运动的特点(从运动开始计时)
(1)1T末、2T末、3T末……的速度之比：________.
(2)1T内、2T内、3T内……的位移之比：________.
(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内……的位移之比：________.
(4)通过连续相同的位移所用的时间之比：________________________________________________________________________.
一、自由落体运动
1．定义：物体只在 作用下从 开始下落的运动．
2．物体做自由落体运动的条件
(1)物体只受 作用．
(2)物体的 等于零．
3．运动性质：自由落体运动是初速度为零的 运动．
4．空气中下落：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看做是做 运动．
重力
静止
重力
初速度
匀加速直线运动
自由落体
二、伽利略对自由落体运动的研究
1．提出了一种新的观点：重物与轻物下落得 .
2．伽利略的科学猜想与假说
落体运动应该是一种最简单的变速运动，速度应该是 变化的．即v∝t，h∝t2.
3．伽利略的理想斜面实验
让小球从斜面上的不同位置由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的 和
.
(1)斜面倾角一定时，小球做 运动．
(2)改变小球的质量，只要倾角一定，小球加速度都是 的．
(3)增大斜面倾角，小球加速度 .
(4)将斜面倾角外推到θ＝90°时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做
运动，从而得到了落体运动的规律．
同样快
均匀
位移
所用的时间
匀加速直线
相同
增大
匀变速直线
三、自由落体加速度
1．定义：物体做自由落体运动时的加速度，叫做 加速度．即重力加速度
2．方向：竖直 .
3．大小：在地球表面其大小随纬度的增加而增大，通常情况下取g＝9.8 m/s2，有时也可以取g＝ .
自由落体
向下
10m/s2
一、对自由落体运动及重力加速度的理解
1．物体做自由落体运动的条件：
(1)初速度为零；
(2)除重力之外不受其他力的作用．
2．是一种理想化的运动模型．在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落可以当做自由落体运动来处理．
3．自由落体运动的实质：自由落体运动的实质是初速度为零，加速度a＝g的匀加速直线运动，它是匀变速直线运动的一个特例．
4．自由落体加速度——重力加速度
(1)产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的．
(2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关，在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小．在地面上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变．在一般的计算中，可以取g＝9.8 m/s或g＝10 m/s2
(3)方向：竖直向下．由于地球是一个球体，所以各处的重力加速度的方向是不同的.
5．运动图象：自由落体运动的v－t图象是一条过原点的倾斜直线，斜率是k＝g.k是在数值上等于重力加速度的大小．
重力加速度的方向为竖直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂线来确定．
1.关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是(　　)
A．同一地点轻重物体的g值一样大
B．北京地面的g值比上海地面的g值略大
C．g值在地面任何地方都一样
D．g值在赤道处大于在南北两极处
【解析】　同一地点不同物体下落的重力加速度g值相等，g值随纬度的增加而增加，即赤道处最小，南北两极处最大．
【答案】　AB
2.关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　)
A．自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动
B．竖直方向上的位移只要满足x1∶x2∶x3∶……＝1∶4∶9∶……的运动就是自由落体运动
C．自由落体运动在开始连续的三个2 s内的位移之比为1∶3∶5
D．自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶5
【解析】　自由落体运动是竖直方向上初速度为0的匀加速直线运动，在连续相等时间T内的位移之比为1∶3∶5∶7∶……，在1T、2T、3T、……时刻的速度之比为1∶2∶3∶……
【答案】　AC
(2010年徐汇区期末测试)关于自由落体运动，以下说法正确的是(　　)
A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的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，物体自由下落可视为自由落体运动
【解析】　自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的自由下落可以看做自由落体运动，所以B、C、D正确，A不正确．
【答案】　BCD
1－1：下列各运动中属于自由落体运动的是(　　)
A．在沿水平方向飞行着的飞机上释放一个物体
B．纸片由静止释放，在空气中下落
C．小铁球由静止下落，空气阻力忽略不计
D．水龙头上滴落的水滴的下落过程，可近似看做自由落体运动
【解析】　在沿水平方向飞行着的飞机上释放一个物体，由于惯性具有水平初速度，不是自由落体，故A错．纸片由静止释放，在空气中下落，空气阻力对其影响较大，故B错．小铁球由静止下落，空气阻力忽略可看做自由落体运动，故C对．水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相对来说可忽略不计，认为只受重力作用，故D对．故正确答案为CD.
【答案】　CD
屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗户的上、下沿，如右图所示，问：(g＝10 m/s2)
(1)此屋檐离地面多少米？
(2)滴水的时间间隔是多少？
【答案】　(1)3.2 m　(2)0.2 s
自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例，因此所有匀变速直线运动的规律都适用于自由落体运动．
2－1：从某电塔塔顶附近的平台处释放一个小球，不计空气阻力和风的作用，小球自由下落．若小球在落地前的最后2 s内的位移是80 m，则该平台距地面的高度是____________m；该小球落地时的瞬时速度大小是________m/s.(g取 10m/s2)
【答案】　125　50
在研究物体仅在重力作用下运动的实
验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，
实验中得到一条点迹清晰的纸带，把一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，每两个测量点之间有4个实际打出的点，如右图所示，图中所标数据是各测量点到O点的距离(单位：mm)，那么物体做什么运动？加速度为多少？
3－1：某同学用下列方法测定重力加速度：
(1)让水滴落在盘中时，仔细调整水龙头的阀门，使第一滴水刚落入盘中听到响声的瞬间，第二滴水滴正好从阀门口处开始下落；
(2)当听到水滴落进盘中的某次响声开始计时，并数“0”，以后每听到一次响声，依次数“1,2,3，……”，直到数到“50”按下停表按钮，停表上显示的时间为20.0 s；
(3)用米尺测量出水龙头阀门口到盘子的距离为78.24 cm.
根据上述实验过程及所得数据，计算重力加速度的值为________m/s2.
【答案】　9.78
1．下图所示的各图象中能正确反映自由落体运动过程的是(设向上为正方向)(　　)
【解析】　自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，v＝gt，其v－t图象是一条倾斜直线．因取向上为正方向，故只有C对．
【答案】　C
2．甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们在同一高度同时自由下落，则下列说法中正确的是(　　)
A．甲比乙先着地　　　 　 B．甲比乙的加速度大
C．甲与乙同时着地 D．甲与乙速度一样大
【解析】　由于甲、乙在同一地方，它们下落的加速度均为当地的重力加速度g，故B错，D对．又由于甲、乙从同一高度同时落下，据h＝ gt2得，两物体同时落地，A错，C对．
【答案】　CD
3．做自由落体运动的小铁球，第6个0.6 s经过的位移是第1个0.6 s经过的位移的倍数为(　　)
A．6 B．9
C．11 D．36
【解析】　自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶……∶(2n－1)，当n＝6时，2n－1＝11，所以第6个0.6 s内的位移是第1个0.6 s内位移的11倍，C正确．
【答案】　C
4．从空中自由下落一个物体，它经过一幢三层建筑物的每一层时都用了0.5 s的时间．已知最上一层的高度h1＝3.75 m，求其余两层的高度(g＝10 m/s2)．
【答案】　6.25 m　8.75 m(自上而下)
5．从静止于160 m高空的气球上自由落下一物体，此物体下落2 s后张开降落伞匀速下落，问物体共经历多长时间落到地面？(g取10 m/s2)
【答案】　9 s