(共16张PPT)
《 2.4自由落体运动 》
(新人教版高中物理必修一)
学习任务
1. 知道自由落体运动的条件、性质和特点.
2.掌握自由落体运动的规律,会通过实验测定自由落体运动的加速度,知道在地球上不同位置,重力加速度大小不同.
物体越重,下落的越快
伽利略
Galileo,15641642
亚里士多德
(Aristotle公元前384~前322)
作为一位百科全书式的科学家,他几乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗,以及雅典法律。亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统,包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
权威啊!2000多年过去了,大家还在相信他,我不信!
①
②
设计实验验证一下
猜想:
如果没有空气阻力,一切物体下落的快慢是否相同?
一、物体下落快慢的比较:
空气阻力是影响物体下落快慢的主要因素。
实验一 实验二
实验操作 同样大的作业本与一纸张,从同一高度同时下落。 两张A4纸,一张揉成纸团,让它们从同一高度同时下落。
实验现象 先落地 先落地
实验结论
物体越重,下落越快。
是影响物体
下落快慢的主要因素。
纸团
作业本
空气阻力
如果没有空气阻力,一切物体下落的快慢是否相同?
实验现象:
在没有空气阻力的作用下,羽毛和铁片下落一样快。
实验结论:
物体如果只受重力作用, 由静止开始下落,运动快慢相同。
(课本46页演示实验)
牛顿管实验:
钱羽管(钱毛管)
二、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.
G
阿波罗登月实验
1970年,阿波罗飞船登上无大气的月球后,宇航员特地做了使羽毛和重锤从同一高度同时释放的实验,无数观众从荧屏上看到,它们并排下落,同时落到月球表面。
为了纪念伽利略的伟大贡献,1993年4月8日,来自世界各地的科学家把木球、铝球、塑料球等不同材料制成的小球从比萨斜塔上44 m高处同时静止释放,用精密电子仪器和摄像机记录,结果发现所有小球几乎同时以同一速度落地 。
近似处理:当G>>f,则物体的自由下落的运动可看作自由落体运动(密度大,体积小)
那么自由落体运动到底是一种怎样的运动呢?
实验设计:课本46页 使用打点计时器研究“自由落体运动的规律”
1 2 3 4 5 6
例如下面的数据
分别求出点2、3、4、5的瞬时速度
再分段求出加速度,最后求出平均加速度
右图所示是实验中得到的一条纸带,在纸带上取连续的1、2、3、4、5 五个点,完成下表.
位置编号 1 2 3 4 5
瞬时速度v/(m·s-1)
分段加速度/m·s-2 a23= . a34= .
平均加速度a/m·s-2
0.388
0.585
0.780
9.85
9.75
9.80
2.性质:自由落体运动
是初速度为零,加速度
为g(9.8m/s2)的
匀加速直线运动.
1.定义:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度称为重力加速度.
2.大小:通常计算取g=9.8m/s2,
在粗略计算中取g=10m/s2 ;
3.方向:竖直向下(与重力方向一样)
三、自由落体加速度
(课本47页表格)
你能发现什么规律吗?
并尝试解释(即猜想)。
①g与纬度有关,
纬度越大,g越大。(赤道最小)
最小
最大
②g还与高度有关,高度越高,g越小。
四.自由落体运动的规律:
匀变速直线运动的规律
自由落体运动的规律
自由落体运动是初速度为零v0=0,加速度a=g(9.8m/s2)
的匀加速直线运动.
【练习1】为了测出井口到水面的距离,让一个小石块从井口自由落下,经过2.0s后听到石块击水的声音,估算井口到水面的距离和落水前的速度。(不考虑声音传播所需要的时间)
解:
落地速度:
井口到水面的距离:
可以把小石子的下落看作自由落体
【练习2】 1991年5月11日《北京晚报》,报道了一位青年奋勇接住一个从15层高楼 窗口跌出的孩子的动人事迹。设每层搂高度是2 .8m,这位轻年从他所在的地方冲到楼下所需要的时间1.3s,请你估计一下他要接住孩子,至多允许他有多长的反应时间?
由 得下落时间:
解:下落高度h=14×2.8m=39.2m
所以至多允许他的反应时间是2.8s-1.3s=1.5s
【练习3】物体从高 h 处自由下落,它落到地面前的 1 s 内共下落了 35 m,求物体下落的高度及下落的时间。取 g = 10 m/s2。
联立 ①②并将g = 10 m/s2代入解得:
下落的高度为80m,下落的时间为4s.
①
②
解:设下落总时间为t,总高度为h,则
整个下落过程:
最后1s之前:
【练习4】一块石头从离地面20m高的楼顶自由落下,经过多长时间石头落到地面?石头到达地面时的速度有多大?(忽略空气阻力,g取10m/s2)
解:由 得时间
落地速度:
经过2s石头落到地面, 石头到达地面时的速度是20m/s.
答:
二、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
2.特点:(1)V0=0 (2)只受重力作用
3.运动性质:初速度为零的匀加速直线运动。
三、自由落体加速度
1、大小:自由落体加速度也叫重力加速度。
g = 9.8m/s2, 近似取10m/s2
课堂总结
一、下落的快慢不是由重力大小决定的。
同一地点,不同物体的重力加速度相同
2、方向:竖直向下
3、变化:
g随纬度的增加而增大,随高度的增加而减小
四、自由落体公式
亚里士多德:
重力越大,下落越快( 错 )
伽利略:
轻重下落一样快( 对 )
(归谬法)
再 见
(甲类):课本51页 第2题
(乙类):课本51页 第3题
作业
要求:同学们根据自己情况选择其中一类(或两类)作业来完成。