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自由落体运动
高中物理2019人教版必修一 第二章匀变速直线运动的研究
1、知道自由落体运动的条件以及运动性质。
2、掌握自由落体加速度的大小和方向。
3、能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题。
学习目标
露珠下落
生活中常见的下落运动
雪花飘飘
物体下落的快慢与什么因素有关呢?
亚里士多德的观点
(亚里士多德,公元前384--公元前322) 古代希腊著名哲学、政治思想家。是柏拉图的学生, 是亚历山大的老师, 后来建立了自己的学院。他的哲学、逻辑学、科学、 形而上学、伦理学和政治学对后世产生了难以估计的影响。
重的物体下落快,轻的物体下落得慢!
——亚里士多德
伽利略根据亚里士多德“重的物体下落得快”的论断,推出矛盾的结论。认为重的物体与轻的物体应该下落得同样快。
伽利略的观点
伽利略(1564—1642)
意大利物理学家、天文学家
在空气中下落
1、纸片和硬币从同一高度同时下落,谁下落的快?(质量不同) 硬币下落快
2、纸片和纸团从同一高度同时下落,谁下落的快?(质量相同) 硬币下落快
3、硬币和纸团从同一高度同时下落,谁下落的快?(质量不同) 同时落地
落体实验
在真空中下落
4、硬币、羽毛从同一高度同时下落,快慢一样。
一、自由落体运动
定义: 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。
特点:初速度v0 =0,仅受重力作用,是一种理想化的模型。
在日常的生活中,物体会受到空气的阻力,当物体的重力远大于空气阻力时,空气阻力可以忽略。由静止自由下落的物体(如:实心的铁球、石头等),可近似认为物体做的是自由落体运动。
二、实验探究
(1)用打点计时器研究自由落体运动
说明为匀加速直线运动 ,逐差法求加速度。
(2)用闪光照片研究自由落体运动
如图是每秒闪光10次拍摄出的小球下落的频闪照片。加速度和纸带的求法一样。
二、实验探究
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
cm
x1
x2
x3
x4
定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度。
方向:竖直向下。
大小:通过实验测定。
在地球上的不同地方 g 不同。
三、自由落体加速度 g(重力加速度)
g 的大小:g =9.8m/s2 地球上不同地方g值不同。
地 点 纬 度 g(m·s-2) 特 点
赤道 0° 9.780 最小
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 最大
标准值:g=9.806 65 m/s2
做一做:测反应时间
cm
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
7
8
9
0.202s
0.197s
0.192s
0.186s
0.181s
0.175s
0.169s
0.163s
0.157s
0.150s
0.143s
0.136s
0.128s
0.120s
落体下落得很快,而当时只能靠滴水计时,还是不能测量自由落体运动所用的时间,采用了一个巧妙的方法,用来“冲淡”重力。他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长得多,所以容易测量。
不断增大斜面的倾角,得知小球
的加速度随斜面倾角的增大而变大。
小球沿斜面向下的运动并不是落体运
动。伽利略将上述结果做了合理的外
推:当斜面倾角很大时,增大到
90°,小球仍然会保持匀加速运动的
性质,而且所有物体下落时的加速度
都是一样的!
伽利略对自由落体运动的研究
1、关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是( )
A、重的物体g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值在赤道处大于北极处
B
课堂练习
课堂练习
2、一个做自由落体运动的物体,速度 v 随时间t 变化的图象如图所示,正确的是( )
D
v
t
A
v
t
v
t
v
t
B
C
D
O
O
O
O
拓展:竖直上抛运动
v0
vt
最高点v=0
处理用分段法和整体法(整个过程看成匀减速运动,a= - g )
vt=v0
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。
2.条件:真空或忽略空气阻力
3.运动性质:初速度为零的匀加速直线运动。
二、自由落体加速度
1.大小:一般g可取 9.8m/s2 或 10m/s2 ( N/kg) 2.方向:竖直向下
3.在同一地方,所有物体下落的加速度一样。下落快慢与重量无关,通常的快慢是由空气阻力引起的。在地球表面,g随纬度的增大而增大;在高空,随高度的增大而减小。
三、自由落体运动规律:
课堂小结