2011-2012学年高一物理必修1（人教版）课件第二章 匀变速直线运动的研究2.5 自由落体运动

(共12张PPT)
第二章　匀变速直线运动的研究
学案5 自由落体运动
根据漫画讨论：两位先生在干什么？他们采用了什么方法测量井深？他们采用的方法有道理吗？为什么？
学点1 自由落体运动
⑴自由落体运动：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。
⑵自由落体运动的条件是：①物体只受重力作用；
②由静止下落。
　 ⑷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。
⑶物体在空气中的运动能否看做自由落体运动？
物体在空气中的运动都要受到空气阻力的作用，严格说不能看做自由落体运动，但当物体的密度比较大，相对体积比较小，下落速度不是太大时，物体下落过程所受空气阻力远小于物体的重力。决定物体下落快慢的主要因素是物体重力，即阻力与重力相比可忽略，因此物体在空气中的下落可看做自由落体运动。
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【例1】关于自由落体运动，以下说法中正确的是( )
A.质量大的物体自由落体时的加速度大
B.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C.雨滴下落的过程是自由落体运动
D.从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】所有物体在同一地点的重力加速度相等，与物体质量大小无关，故Ａ错。从水平飞行着的飞机上释放的物体，由于惯性具有水平初速度，不是自由落体，故Ｂ错。雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关，速度增大时阻力增大，雨滴的速度增大到一定值时，阻力与重力相比不可忽略,不能认为是自由落体运动，故Ｃ错。水龙头上滴落的水滴所受空气阻力与重力相比可忽略不计，可认为只受重力作用，故Ｄ对
下列说法中正确的是（ ）
A.从静止开始下落的物体都必做自由落体运动
B.从地球表面附近做自由落体运动的物体，速度都是相同的
C.自由落体加速度的方向总是竖直向下的
D.满足速度跟时间成正比的运动一定是自由落体运动
D
C
⑵自由落体加速度（即重力加速度）通常用g表示，它的方向竖直向下，大小通常取g=9.8 m/s2，没有特别要求可取g=10m/s2。
学点2 自由落体加速度
⑴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，也叫重力加速度。
【例2】关于重力加速度的说法中，不正确的是（ ）
A.重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2
B.在地球上不同的地方，g值的大小不同，但它们相差不是很大
C.在地球上同一地方，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D.在地球上同一地方，离地面高度越高重力加速度g越小
【解析】首先重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同，在地球的表面，不同的地方，g值的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右。在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小。
【答案】9.8 m/s2
A
在测量自由落体加速度的实验中，打点计时器所用电源的频率为50Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，每两个测量点之间有4个实际打出的点，如图2-5-1所示，图中所标数据是各测量点到O的距离(单位：mm)，那么由此可以计算自由落体加速度为多少？
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图2-5-1
学点3 自由落体运动的规律
用打点计时器可以研究自由落体运动的规律，
实验装置如图2-5-2所示。
注意以下四点：
①为尽量减小空气阻力的影响，重物应选密
度大的，如铁锤等。
②打点计时器应竖直固定好。
③重物应靠近打点计时器释放，且要先开打点
计时器电源再放手让重物运动。
④改变重物的重量，重复打出几条纸带。
通过对纸带的分析可发现，自由落体运动是初速度为零、加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
图2-5-2
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一只小球自屋檐自由下落，在Δt=0.25 s内通过高度为Δh=2 m的窗口，求窗口的顶端距屋檐多高？（取g=10 m/s2）
【答案】2.28 m
1.日常活动中，有时需要反应灵敏，对战士、司机、飞行员、运动员等尤其如此，当发现某种情况时，能及时采取相应行动，战胜对手或避免危险，人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。这里向你介绍一种测定反应时间的方法。
　 请一位同学用两个手指捏住木尺顶端，你用一只手在木尺下部做握住木尺的准备，但手的任何部位都不要碰到木尺。当看到那位同学放开手时，你立即握住木尺。（如图所示）
在某次测试中，被测试同学开始手指上边缘对准刻度，木尺的读数是40 cm,当看到木尺下落时，立即握住木尺，手指上边缘在木尺上的读数是59.6 cm,g取9.8 m/s2，则该同学的反应时间是多少？
在地球上同一地点，若无空气阻力，所有物体下落的加速度都相等，它们在相同时间内下落的位移也都相等。但实际上物体下落时总是受到空气的阻力作用，对于不同的物体，这些作用又各不相同。例如羽毛自由下落和石块自由下落时，它们受到的阻力与自身的重力相比，羽毛的阻力相对较大，羽毛下落的加速度比石块下落的加速度小，所以，石块要比羽毛下落得快。
2.既然在地球上同一地点物体的重力加速度相同，为什么在空中下落的物体，有的下落得快，有的下落得慢？
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