(共27张PPT)
第4节 自由落体运动
第2章
匀变速直线运动的研究
学习目标 素养提炼
1.认识自由落体运动现象,知道产生自由落体运动的条件 2.理解自由落体运动概念,掌握其规律 3.会运用匀变速直线运动的规律解决有关自由落体运动 物理观念:自由落体运动
科学思维:理论结合实际解决物理问题
生活中常见的下落运动
雪花飘落
苹果下落
露珠下落
见一叶落而知岁之将暮
-----《淮南子 说山训》
跳伞运动
雨滴下落
物体下落快慢与什么有关?
物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的,
物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢。
亚里士多德
探究1:什么因素影响物体下落的快慢呢?
实验一
重量大的粉笔和轻薄纸片谁下落得快
原因:
空气阻力对下落快慢的影响
相同的两张纸,纸团与一张纸呢?
实验二
如果没有空气阻力
只在重力作用下呢?
重量大的粉笔,下落的快
纸团下落的快
重物被轻物拖累
重物轻物
绑一起
逻辑的力量
亚里士多德
伽利略
V12>8
V1=8
V2=4
4
结论与假设
出现了矛盾!
物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的,物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢。
老亚,你错了
实验验证
亚里士多德
伽利略
老亚,你错了。
同时释放外形体积大小材料相同但质量不同的两个小球同时落地
传说中:
世界著名的比萨斜塔实验证明
物体下落快慢与轻重无关
物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的,物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢。
演示实验:
牛顿管实验
NASA全球最大的真空实验室------羽毛 保龄球自由落体实验
1971年美国宇航员大卫·斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落,观察到它们同时落到月球表面。
月球上物体下落的实验
结论:
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,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同 .
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、条件:
(1)从静止开始下落(即初速度为零);
(2)只受重力作用(当空气阻力同重力相比很小,可忽略不计,物体下落也可看作自由落体运动)
一、自由落体运动
探究三: 自由落体运动是什么性质的运动呢?
思考:
对于自由落体运动,我们有哪些方法来获得(测量到)它的运动信息?
3、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直线运动。
结 论:
x1 x2 x3 x4 x5
2.17cm 2.56cm 2.94cm 3.33cm 3.73cm
x2-x1 x3-x2 x4-x3 x5-x4
0.39cm 0.38cm 0.39cm 0.40cm
自由落体运动是匀加速直线运动
四个数基本相等,认为 x 是恒量
△x 0.39cm
时间T 0.02s
加速度 9.75m/s2
二、自由落体加速度g(重力加速度)
2、大小:一般取 g=9.8m/s2 ,
粗略计算可取 g=10m/s2 。
方向:竖直向下(垂直于当地水平面向下)。
注意:不是垂直于地面或者支持面,也不是指向地心(赤道和两极指向地心)
3、同一地点, g相同;不同地点,g不同。
1、定义:在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示.
你从表中发现了什么规律吗?
赤道:
g=9.780m/s2
北京:
g=9.801m/s2
北极:
g=9.832m/s2
随纬度升高,重力加速度增大。
莫斯科:
g=9.816m/s2
你能尝试解释这个规律吗?
尝试解释就是做出假设和猜想。
2.同一纬度,海拔高度增加,g值减小 g低>g高
1.纬度升高,g值增加 g极地>g赤道
重力加速度的细微变化
结论:纬度升高,g值增大;海拔升高, g值减小
V=V0+at
V - V0 =2aX
2
2
X=V0t + at
2
2
1
匀变速直线运动
自由落体运动
g
g
g
V= gt
V = 2gh
2
h= gt
2
2
1
三、自由落体运动的规律
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。你能写出自由落体运动的规律吗?
h
自由落体运动 (v0 = 0, a = g , x = h )
自由落体运动的应用
测高度
【课堂反馈】物体从足够高处开始做自由落体运动,g=10m/s 求:
(1)物体在第3s末的速度;
(2)物体在前3s内通过的位移;
(3)物体在前10s内的平均速度。
答案:(1)30m/s;(2)45m;(3)50m/s
课堂小结
自由落体运动
产生的条件
只受重力作用
从静止开始
运动的特征
初速度为零
竖直下落
匀加速运动
初速度为零匀加速直线运动
实质
三个基本公式
a=g
v0=0
【课堂检测1】一名攀岩运动员在登上陡峭的峰顶时不小心碰落了一块石头。(g取10m/s2)求:
(1)第1秒内石头下落的距离;
(2)第1秒末的速度大小;
(3)在第2秒内石头下落的距离;
(4)石头下落20米时的速度大小。
答案:(1)5m;(2)10m/s;(3)15m;(4)20m/s
【课堂检测2】一个自由下落的物体,到达地面的速度是40m/s,落到地面用了多长时间?从开始下落到地面的高度是多少?(g取10m/s2)
答案:(1)4 s;(2)80m