课件37张PPT。课件13张PPT。§2.2匀变速直线运动的速度和时间的关系(习题课)1.在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做______________。其v-t图象应为图中的______图,如果物体的速度随着时间均匀减小,这个
运动叫做___________ ,图象应为图中的_____图。匀加速直线运动甲匀减速直线运动乙2.对匀变速直线运动来说,速度v随时间t的变化关系式为___________,其中,若v0=0,则公式变为________,若a=0,则公式变为_____,表示的是____________。v=v0+atv=atv=v0匀速直线运动二、课堂探究探究1:基本公式的应用注意换算单位货车沿平直公路匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8km/h,1min后变为54km/h,则又需经多少时间,货车的速度才能达到64.8km/h?
解题步骤:
分清过程(画示意图)
2.找参量(已知量、未知量)
3.明确规律(匀加速直线运动、匀减速直线运动等)
4.利用公式列方程(选取正方向)
5.求解验算
t/sv/(m.s-1)v0v1v2t1t2=?t1=60st2=?一质点从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动,经5s后做匀速直线运动,最后2s时间质点做匀减速直线运动直到静止,则质点做匀速直线运动时的速度多大?匀减速直线运动时的加速度又是多大?跟踪训练1:V0=0V1V2Vt=0v2=v1t1=5st2=2sv1t2解:以质点初速度v0方向为正方向
(1)前5s质点做匀加速直线运动末速度
V1=v0+a1t1=0+5×1=5(m/s)
(2)后2s质点做匀减速直线运动,
初速度v2=v1=5m/s
末速度vt=0
由a2=(vt-v2) / t2
得a2 =(0-5 ) / 2
=-2.5(m/s2 )
负号表示:
加速度方向与运动方向相反
1.画出过程草图
2.注意转折点速度汽车以v=20m/s 的速度匀速行驶,突然前面有紧急情况,司机紧急刹车,司机的反应时间为1S。刹车时的加速度大小为4m/s2,求从发现情况开始,汽车在7S末的速度。v=20m/s vt=0t1=1s运动示意图解析:在司机的反应时间里,汽车做匀速直线运动,即题中所问的是匀减速6s末的速度。
取初速度方向为正方向,设在减速阶段经过时间t停下,
则vt=0
由v=v0+at 可得 t=(vt-v1) / a=(0-20)/(-4) =5(s)
可见,汽车在6s末就停下了,所以7s末速度为零。
t=?例3:试作出例2 的v-t 图象.再求出3.5s末的速度。t/sv/(m.s-1)3.510答案:10m/s探究2:匀变速直线运动的v-t图象的应用7某物体作直线运动的v—t图象如图示,根据图象回答:
(1)物体在前2s内做 运动,加速度
为 m/s2,在2~4s内做 运动,加速度
是 m/s2 ,在4~6s内做 运动,加速度
是 m/s2 。
(2)物体在1s末的速
度是 m/s,在5s末
的速度是 m/s,
s末速度减到3m/s
匀加速直线1匀减速直线-2匀速直线0324.5134.55课件19张PPT。第二章 匀变速直线运动的研究2、匀变速直线运动的速度与时间的关系 1、这个v-t图像有什么特点?
匀速直线运动2、表示的速度有什么特点?3、表示的加速度又有什么特点? 是一条平行于时间轴的直线 表示速度不随时间变化,描述的是匀速直线运动 a = 0思考下面的两个v-t图象中能看出哪些信息? 左图和右图有什么相似和不同的地方? 从速度一时间图象中可以读出质点在各个不同时刻的速度(包括大小和方向)。回顾小车的速度随时间怎样变化?小车做什么样的运动?分析0tt1t2vv0v1v2v3v4t4t3△v△v’△t△t’=结论:小车做加速度不变的运动。 纵轴截距表示初速度。斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。匀变速直线运动1.定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动。(匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线)2.分类:匀加速直线运动:
物体的速度随时间均匀增加。匀减速直线运动:
物体的速度随时间均匀减小。判定匀加、匀减的方法v0 >0,a >0 v0 <0,a <0 匀加速
(a、v同向) 匀减速
(a、v反向)v0 <0,a >0v0 >0,a <0匀加速匀加速匀减速匀减速思考
下图为两个物体运动的v-t图象,它们的速度怎样变化?物体所做的运动是匀变速运动吗?物体的加速度怎样变化?v I t图象反映的是直线运动 因为速度是矢量,既有大小又有方向。
物体做直线运动时,只可能有两个速度方向。规定了一个为正方向时,另一个便为负方向。
而任何v-t 图象中也只有两个速度方向,一个为正方向,另一个为负方向,所以反映的一定是直线运动。 为什么v-t图象只能反映直线运动的规律?思考2s末,物体的速度:3s末,物体的速度:1s末,物体的速度:t末,物体的速度:v1 =2+1×1=3 m/sv2 =2+1×2=4 m/sv3 =2+1×3=5 m/sv =2+1 ·t=v0 +atVt3142532t / sv / (m·s-1)0试分析任意时刻的速度与时间的关系匀变速直线运动的速度与时间的关系1、规定运动开始时刻为计时起点(即0时刻)
则从运动开始时刻到时刻t ,
时间的变化量为:
2、初速度v0 :计时起点( t =0 )的速度
末速度v(也可用vt 表示):时刻t 的速度
速度的变化量为:
v = v0 + at△t = t – 0 = t△v = v – v0 3、速度与时间关系:△v = a t加速度初态的速度运动过程对应的时间末态的速度匀变速直线运动公式的说明v = v0 + a t运用此关系式处理问题需先明确研究过程通过v I t图象来理解速度与时间关系式匀加速直线运动匀减速直线运动v = v0 + a t讨论 当 v 0= 0 时物体做初速度为零的匀加速直线运动 当 a = 0 时物体做匀速直线运动v = atv = v0 v = v0 + a t例题1说明:一般规定初速度方向为正方向例题2练习1 一汽车以12m/s的速度行驶,关闭油门后以大小为4m/s2的加速度做匀减速运动,求5s后汽车的速度。练习2 在高速公路上,有时会发生“追尾”的事故:后面的汽车撞上前面的汽车。我国高速公路的最高车速限制值为120km/h。设某人驾驶汽车正以最高时速沿平直高速公路行驶,该车刹车(汽车刹车可视为匀减速直线运动)时产生的加速度大小为 5m/s2 ,司机的反映时间(从意识到应该刹车至操作刹车的时间)约为0.5s,那么驾驶员从发现紧急情况到最后汽车停下来所需的时间为多少?小结一、匀速直线运动
匀速直线运动的v-t图像是一条平行于时间轴
的直线
二、匀变速直线运动
沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做
匀变速直线运动。
匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线。
匀加速-速度随时间均匀增加;
匀减速-速度随时间均匀减小。
三、速度与时间的关系式 v = v0 + a t课件26张PPT。2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系如果物体沿直线运动,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点,正方向和单位长度,建立直线坐标系。XOx/m物体做直线运动的模型△x=x2-x1, 若x1=0,则△x=x2-x1=x物体做匀速直线运动时,位移与时间有什么样的关系?如果知道速度和时间,你有几种方法求它的位移?成正比
x/t=v一、匀速直线运动的位移x=vt v t 结论:
匀速直线运动的位移就是v – t 图线与t轴所夹的矩形“面积”。 公式法图象法v/m·s-1t/s2641083456021-2-4x面积也有正负,面积为正,表示位移的方向为正方向,面积为负值,表示位移的方向为负方向.乙X甲X乙匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是否也有类似的关系?思考?思考与讨论 一次课上,老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录(见下表),表中“速度v”一行是这位同学用某种方法(方法不详)得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。以下是关于这个问题的讨论。
老师:能不能根据表中的数据,用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移?
学生A:能。可以用下面的办法估算:
x=0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.11×0.1+1.38×0.1= ……
思考与讨论思考与讨论学生B:这个办法不好。从表中看出,小车的速度在不断增加,0.38只是0时刻的瞬时速度,以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s,得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A:老师要求的是“估算”,这样做是可以的。
老师:你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差,但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候,可以这样估算。思考与讨论要提高估算的精确程度,可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑:如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s,而是取得更小些,比如0.06 s,同样用这个方法计算,误差是不是会小一些?如果取0.04 s、0.02 s …… 误差会怎样?
欢迎大家发表意见。
科学思想方法:先把过程无限分割,以“不变”近似代替“变”,然后再进行累加的思想 。这个材料中体现了什么科学思想?此科学思想方法能否应用到匀变速直线运动的v-t图象上?思考2思考3设计方案:从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移分割匀变速直线运动的位移仍可用图线与坐标轴所围的面积表示结论从v-t图象中探究匀变速直线运动的位移 梯形的面积就代表做匀变速直线运动物体在0(此时速度为v0)到 t(此时速度为v)这段时间的位移。哈哈由图可知:梯形OABC的面积S=(OC+AB)×OA/2代入各物理量得:又v=v0+at得:收获二、匀变速直线运动的位移二.匀变速直线运动的位移1.位移公式:2.对位移公式的理解:⑴反映了位移随时间的变化规律。⑵因为υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。(一般以υ0的方向为正方向)若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值.(3)若v0=0,则x=(4)特别提醒:t是指物体运动的实际时间,要将位移与发生这段位移的时间对应起来.(5)代入数据时,各物理量的单位要统一.(用国际单位制中的主单位)交流与讨论 位移与时间的关系也可以用图象来表示,这种图象叫位移—时间图象,即x-t图象。你能画出匀变速直线运动 的x-t图象吗?试试看。因为位移公式是关于t的一元二次函数,故x—t图象是一条抛物线(一部分)。不是物体运动的轨迹.交流与讨论如果一位同学问:“我们研究的是直线运动,为什么画出来的x-t图象不是直线?”你应该怎样向他解释?例1:一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s,驶过了180m。汽车开始加速时的速度是多少?解:以汽车运动的初速v0为正方向先用字母代表物理量进行运算知识运用例2.一质点以一定初速度沿竖直方向抛出,得到它的速度一时间图象如图2—3—6所示.试求出它在前2 s内的位移,后2 s内的位移,前4s内的位移.知识运用5m-5m0 例3、在平直公路上,一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度运动,问刹车后10s末车离开始刹车点多远?说明刹车后7 .5s汽车停止运动。知车的位移正确解:设车实际运动时间为t0,以汽车初速方向为正方向。由得运动时间所以由刹车问题!思考与讨论为什么不直接通过画位移图象来找位移公式?速度-时间图象:vt1357正向加度正向匀速正向减速反向加度4-4(s)(m/s)例4、一质点沿一直线运动,t=0时,位于坐标原点,下图为质点做直线运动的速度-时间图象。由图可知:
⑴该质点的位移随时间变化的关系式是:x=____________。
⑵在时刻 t=___________s时,
质点距坐标原点最远。⑶从t=0到t=20s内质点的位移是___________;
通过的路程是___________。-4t + 0.2t2 10 040m课件11张PPT。§2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系
匀变速直线运动规律:3、平均速度:2、位移公式:练习:推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,设子弹的加速度a=5×105m/s2,枪筒长x=0.64m,求子弹射出枪口时的速度。解:以子弹射出枪口时速度v方向为正方向可得:由位移公式:匀变速直线运动位移与速度的关系不涉及到时间t,用这个公式方便两式消去t,得匀变速直线运动规律:4、平均速度:2、位移公式:3、位移与速度关系:例1:某飞机着陆时的速度是216Km/h,随后匀减速滑行,加速度的大小是2m/s2.机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来?解:这是一个匀变速直线运动的问题.以飞机着陆点为原点,沿飞机滑行的方向建立坐标轴. 飞机的初速度与坐标轴的方向一致,取正号,v0=216Km/h=60m/s;末速度v应该是0.由于飞机在减速,加速度方向与速度方向相反,即与坐标轴的方向相反,所以加速度取负号,a=-2m/s2.把数值代入例2:一辆汽车做匀减速直线运动,初速度为15m/s,加速度大小为3m/s2,求:
(1)汽车3s末速度的大小。
(2)汽车的速度减为零所经历的时间。
(3)汽车2s内的位移。
(4)汽车第2s内的位移。
(5)汽车8s的位移。寻找更多的方法!注意做题的格式、用字母符号来表示物理量例3:一辆汽车原来匀速行驶,速度是24m/s,从某时刻起以2m/s2的加速度匀加速行驶。从加速行驶开始行驶180m所需时间为多少?解:设初速度v0方向为正,所需时间为t根据题意得:v0 =24m/s a=2m/s2 x =180m所以由得:t2+24t-180=0t1=6s t2= -30s所以行驶180m所需的时间为6s(舍去)注意要结合实际情况例4:骑自行车的人以5m/s的初速度匀减地上一个斜坡,加速度的大小为0.4m/s2,斜坡长30m,骑自行车的人通过斜坡需要多少时间?解:以初速度v0方向为正方向由位移公式代入数据解得:t1=10s,t2=15s讨论:把两个时间代入速度公式可算出对应的末速度:v1=1m/s,v2=-1m/s答案:t=10s根据题意得:v0 =5m/s a=-0.4m/s2 x =30m例5:推动弹头加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,设子弹的加速度a=5×105m/s2,枪筒长x=0.64m,求子弹射出枪口时的速度。解:以子弹射出枪口时速度v方向为正方向可得:由位移公式:小结课件28张PPT。追及相遇问题什么是相遇? 从时间与空间的角度来看,所谓相遇,就是在某一时刻两物体位于同一位置。怎样解决追及相遇问题?1、基本思路:2、常用方法:图象法公式法同地出发1.讨论下列情况中,当两物体相遇时的位移关系位移相等 S1=S2S1- S2=S0S1+S2=S0异地出发同向运动相向运动( 设开始相距S0 )当V后< V前时,两物体间的距离不断 。
当V后> V前时,两物体间的距离不断 。 增大 减小3 汽车匀减速追匀速运动的卡车,汽车初速 大于卡车(已知两车相距S0)1 汽车匀加速追匀速运动的卡车,汽车初速 小于卡车2 汽车匀速追匀减速运动的卡车,汽车初速 小于卡车
(已知两车同一地点出发)试讨论下列情况中,两物体间的距离如何变化?例题讨论例题讨论例题讨论练习练习1练习2小结小结:追及物体与被追及物体的速度相等,是重要临界条件。小结:追及物体与被追及物体的速度相等,是重要临界条件。根据不同的题目条件,速度相等往往是两物
体距离最大,最小,恰好追上或恰好不撞
等临界点,应进行具体分析解题时要抓住这一个条件,两个关系 根据不同的题目条件,速度相等往往是两物
体距离最大,最小,恰好追上或恰好不撞
等临界点,应进行具体分析例1:一辆汽车在路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶,恰在此时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来,从后边超过汽车。试求: 1 )汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长 时间两车相距最远,这个距离是多少? 2)什么时候汽车追上自行车,此时汽车的速度多大?公式法图象法平均速度解法1:据题意有,当两车速度相等时,两车相距最远。
设汽车的速度增大到等于自行车速度所用时间为t此时两车相距2)设汽车追上自行车所用时间为t1,则有则:解法2:图象法P面积差最大,即相距最远的时刻,对应两图线的交点P,此时两车速度相等。易得:相遇时,t=4秒
对应汽车速度为12米/秒ABC解法三:利用平均速度求相遇时汽车的速度因为同时同地出发到相遇,两车的位移 ,
所用的时间 ,所以其平均速度 。相等相等相等练习:汽车甲沿着平直的公路以速度V0做匀速直线运动,当
它路过某处的同时,该处有一汽车乙做初速度为V1 (V1< V0 )
的匀加速直线运动去追赶甲车,根据上述已知条件,则( )
A.可求出乙车追上甲车时乙车的速度
B.可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程
C.可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间
D.不能求出上述三者中任何一个A因a不知,无法求s与t由两车平均速度相等,得【例2】在平直的公路上,自行车与同方向行
驶的一汽车同时经过A点,自行车以v= 4m/s速
度做匀速运动,汽车以v0=10 m/s的初速度,
a= 0.25m/s2 的加速度做匀减速运动.
试求,经过多长时间自行车追上汽车?【解析】
由追上时两物体位移相等
s1=vt,
s2=v0t-(1/2)at2
s1=s2一定要特别注意追上前该
物体是否一直在运动!t=48s.但汽车刹车后只能运动
t′=v0/a=40s所以,汽车是静止以后再被追上的!上述解答是错误的所用时间为在这段时间内,自行车通过的位移为可见S自<S汽,即自行车追上汽车前,汽车已停下【解析】
自行车追上汽车所用时间汽车刹车后的位移.练习1 : 甲车以6m/s的速度在一平直的公路上匀速行驶,乙车以18m/s的速度从后面追赶甲车,若在两车相遇时乙车撤去动力,以大小为2m/s2的加速度做匀减速运动,则再过多长时间两车再次相遇?再次相遇前何时相距最远?最远距离是多少?答案:13.5s; 6s; 36m。练习2:两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后
匀速行驶,速度均为V0,若前车突然以恒定加速度刹
车,在它刚停车时,后车以前车的加速度开始刹
车,已知前车在刹车过程中所行的距离为S,若要
保证两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶
时应保持的距离至少为:
A S. B 2S C. 3S D 4SAB公式法图象法AASA因两车刹车的加速度相同,所以刹车后的位移相等前车刹车所用时间恰好不撞对应甲车在这段时间里
刚好运动至A点且开始刹车其位移所以两车相距至少要有2S解答:vOt1 tBDv0ACt2图中⊿AOC 面积为前车刹车后的位移梯形ABDO面积为前车刹车后后车的位移ACDB面积为后车多走的位移 也就是为使两车不撞,至少应保持的距离图象法:例:小汽车以速度v1匀速行驶,司机发现前方S处有一卡车沿同方向以速度v2(对地,且v1 >v2)做匀速运动,司机立即以加速度a紧急刹车,要使两车不相撞,a应满足什么条件?相对法常规法判别式法平均速度法解: 以前车为参考系,刹车后后车相对
前车做初速度v0=v1-v2、加速度为a的匀减速
直线运动,当后车相对前车的速度减为零时,
若相对位移s’≤S,则不会相撞.故由解:设经时间t,恰追上而不相撞,设此时加 速度大小为a0,则:解:利用不等式的判别式
要使两车不相撞,其位移关系应为对任一时间t,不等式都成立的条件为解:小汽车开始刹车到其速度减小到V2的过程中,其位移货车的位移为要使两车不撞,则有图象法v1v2024t /秒V(米/秒)P面积差最大,即相距最远的时刻,对应两图线的交点P,此时两车速度相等。易得:相遇时,t=4秒
对应汽车速度为12米/秒ABC 能追上(填“一定,不一定,一定不)汽车匀加速追匀速运动的卡车,汽车初速 小于卡车因开始V汽V卡,两车距离 ,直至 。一定不断增大最大值不断减小追上V1V2匀速匀减速开始V2> V 1,两车距离不断 。当 V2 = V 1时 ,两车距离
有 。此后V2 < V 1,两车距离 ,直至追上。增大最大值不断减小卡车在运动途中被追上卡车刚好静止时被追上卡车静止后等汽车来追要特别注意在此过程中卡车是否一直在运动V2=V1=<则永远追不上,此时两者间有 .则恰好追上,也是 的临界条件能追上,且两者还有一次相遇 汽车匀减速追匀速运动的卡车,开始V汽>V卡 只要V汽>V卡,两车距离就会 .
当V汽=V卡时,有三种可能 S0 S0 S0<>=最小距离避免相撞不断减小.课件18张PPT。自 由 落 体 运 动四岁童 15层高楼坠下危系一发
好邻居 伸开双臂相接化险为夷北 京 晚 报 本报讯 5月9日下午,一位4岁小男孩从高层塔楼的15层坠下,被同楼住户在下边接住,幸免于难。
这天下午,家住六里屯4号楼15层的刘某出门倒垃圾,不慎将门反锁上了,屋里淘气的4岁小男孩走到阳台上哭闹,随后骑坐在阳台上。此景被同楼一层的住户任志庆发现,未等说话,孩子已坠下。在这紧急时刻,任志庆毫不犹豫地冲上前去用双臂去接。在巨大的冲力下,孩子被接住后左大腿骨折和轻微脑震荡,现以脱离危险。任志庆眼睛负伤,鼻梁骨被砸碎,一只胳膊骨折。1、你们看见过落体运动吗?2、你们仔细观察过落体运动吗?自由落体运动 亚里士多德 (前384-前322) ?提问:是不是重的物体一定比轻的物体下落得快呢?结论:物体下落的快慢不是由它们的轻重来决定的!1、设计实验。3、伽利略的推理伽利略 (1564-1642)2、伽利略的斜塔实验提问:在现实生活中我们观察到物体确实下落得有快有慢!这是受什么因素的影响呢?结论:受空气阻力的影响!猜想:在一个没有空气阻力的空间里,物体下落的情景将是怎样的呢?实验演示:牛顿管实验一、定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫自由落体运动自由落体运动 “自由”的含义:(1)初速度为零(2)只受重力提问:自由落体运动是什么性质的运动呢?实验模拟演示:自由落体的频闪照片二、性质是初速度为零的匀加速直线运动。三、自由落体加速度 (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,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,常用g表示。 (2)方向:竖直向下(3)大小:g=9.8 m/s2, 粗略的计算中g=10m/s2。 匀变速直线运动的规律速度规律 Vt=V。+ a t 位移规律 S=V。t+at2 /2速度位移规律 Vt2 - v2。=2aS自由落体运动的规律Vt=gt h=gt2 /2 Vt2=2ghV。= 0m/sa=g四、规律问题:这是某中学的新教学楼,共有五层,如果从楼顶释放一个小球,请你估算:从开始运动起,它在1s内、2s内、3s内下落的位移分别是多少? ?如何测反应时间提问:这个实验的器材需要那些?原理是什么?怎么操作?怎么读数?怎么计算出反应时间 ?反应时间:人从发现情况到采取相应行动经过的时间 叫反应时间。想想看,你能根据我们今天学习的知识,设计一个小实验,测出你的反应时间吗? 器材:直尺h操作:一人捏住尺子的上端,另一人手呈捏的姿势,在直尺的下端等待,前者释放,后者捏住。读数:直尺下落的距离。数据处理: t=(2h/g)1/2原理:尺下落的时间就等于人的反应时间练习:
1、本课开始的简报中,小孩从15层楼上跌出,设15层楼高度为45m,这位青年从他所在的地方冲到楼窗下需要的时间是1.3s,请你估算一下他要接住小孩,至多允许他有多长的反应时间?接触小孩时,小孩的速度是多大?解:由自由落体运动规律可知:所以下落的时间为:下落速度:允许反应时间:h=gt2 /2t=(2h/g)1/2=3 (s)V=gt=10X3=30 (m/s)t’=t - t。=3 - 1.3=1.7 (s)第八节 自由落体运动一、定义物体只在重力作用下从静止开始下落的运动二、性质是初速度为零的匀加速直线运动。三、加速度(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,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,常用g表示。(2)方向:竖直向下(3)大小:g=9.8 m/s2, 粗略的计算中,g=10 m/s2四、规律速度规律 Vt=gt 位移规律 h=gt2 /2速度位移规律 Vt2=2gh五、作业:课本练习八的(1)至(4)题返回国际上取北纬45°海平面上的重力加速度值作为标准值:即g=9.8m/s2。 伽利略的推理 :假设物体越重下落得越快 是正确的。石头a要比石头b下落得快 ,即Va>Vb 。把石头a、 b用绳拴在一起下落,a就会被b拖着减慢,整体比a的单独下落要慢。即 VabVa 矛盾降落伞的作用返回返回返回返回已知:T=1/60S课件13张PPT。
伽利略对自由落体运动的研究历史的回顾亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察,直接得出结论:重的物体比轻的物体下落的快,即“重快轻慢”。由于他在学术界的崇高地位,且该结论符合生活经验,这种论断流传了近2000年。 逻辑的力量16世纪,意大利的科学家伽利略用假设的方法巧妙地推翻了这种观点。
实验:在比萨斜塔用实验证明了这种观点 问题:
既然物体自由下落跟质量无关,那么它到底遵循什么样的规律呢?
伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后,就开始研究落体运动的性质。伽利略的探索之路(知识=观察+实验+思考)大胆的猜测:下落物体的速度是随时间均匀增加的,即
即:瞬时速度V与时间t成正比
但验证这个结论存在着以下几个难点:困难一 瞬时速度无法准确测量为了解决测量瞬时速度的困难,伽利略寻求间接验证的途径(思维的作用)
则:测下落的高度与时间t2成正比
冲淡重力困难二 物体下落很快,很难测定不同位移的时间
(思维)为了减缓物体下落速度,伽利略设计了著名的“冲淡重力”的斜面实验。 实验验证 :伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落,伽利略手稿中记录的一组实验数据
结果表示为:
伽利略发现,斜面的倾角不同,上述比例关系同样成立,只是这个常数的随着θ的增大而增大。合理外推 困难三、伽利略用斜面实验验证了后,怎样说明落体运动也符合这个规律?
合理外推:随着的增大, 的数值在增大。当θ=900时,即物体竖直下落时,这个关系也应该成立,这时的数值最大。至此,他终于成功地验证了原先的猜想,不但否定了亚里士多德的错误论断,而且得到了物体下落的规律。
分析:伽利略的成功,不仅在于找到了落体运动的规律,更重要的是开辟了一条研究物理学的研究之路。
现在我们已经有足够的设备准确的验证落体运动规律
超越伽利略 现在我们不必用斜面来“冲淡重力”,采用现代化的仪器设备可以对落体运动精确地“计时”、“定位”,直接研究落体运动的性质。
现代研究落体运动的方法 :
1、“自由落体频闪照片”求加速度
2 、用打点计时器研究纸带求出加速度
3、其它方法(测速计等)人们采用先进的实验手段测得:
一切物体的自由落体的加速度都相同,这个加速度叫重力加速度,用g表示。通常的计算,g值取9.8m/s2
实际意义 :
当物体所受空气阻力比物体本身重力小得多时,即f< 《从伽利略的一生看科学与社会》
2、亚里士多德是古代伟大的思想家、哲学家,但他在物理方面的结论,如重快轻慢、物体的运动需要力来维持,却是错误的。这是为什么?
请带着这个问题去图书馆或上网查找亚里士多德和伽利略的有关资料,做一点关于这两位学者的科学观念、方法、态度等方面的调查。课件13张PPT。2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律【学习目标 细解考纲】1.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度
2.会用表格法处理数据,并合理猜想
3.巧用v-t图象处理数据,观察规律【提出问题】如何探究一个物体速度随时间变化的规律?
如何知道物体在不同时刻的速度?用什么仪器测? 【实验】 问题一:
打点计时器结构如何?
问题二:
用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤?
问题三:
本实验特别要注意哪些事项? 步骤:(1)把一端附有滑轮的长木板平放(一高一低可否?)在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路。(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源。1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。
2.滑轮不能过高。
3.应考虑复写纸与纸带的位置关系。
4.钩码数量不能过多,长木板两端高低相差不能太大。
5.小车应由紧靠打点计时器处开始释放,在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。
6.先接通电源,后让纸带运动。
7.打点结束后立即关闭电源。【处理数据】问题四:怎样分析和选取纸带上的点?
开头过于密集的点舍掉,纸带的一段;若纸带上点与点之间的距离较小,可取多个间隔(可5)为一个计数间隔时间(间隔不再是0.02s)(但要看具体情况灵活选定);原则上能取六、七个计数点为宜;给选取的点加标记。问题五:如何计算出所取点的速度?
用求平均速度的方法来代替(用计算较准确的平均速度来代替),如何代替?(选择包括该点在内的一段位移(该点最好处在中间时刻位置)Δx,找出对应的时间Δt,用Δx/Δt作为该点的瞬时速度);对于选取的两个端点的速度暂时不计算(误差较大);测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度问题六:如何处理计算出来的数据?1.列表法。(注意列表要求)
2.图象法:
①根据所得数据,选择合适的标度建立坐标系(让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积)。
②描点:观察和思考点的分布规律。
③拟合:从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上,用直线拟合,让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。思考:①为什么要用直线拟合?
②若某个点明显偏离直线,可能是什么原因及怎样处理?
③从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化?①取任意两组数据求出Δv和Δt,然后代入Δv/Δt求解。
②在v—t图象上取一段时间Δt(尽量取大一些),找出两个时刻对应的坐标值求出Δv,代入Δv/Δt求解。
哪一种方法更好?(画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧,就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消,所以图象也是减小误差的一种手段,也就是说应该用图象上的点,而不是用实验所得到的数据)
纸带上零时刻的速度和末速度如何求?(根据图象来求,这样可以减小误差)问题七 如何根据速度-时间图象(v-T图象)求小车的加速度和初速度?