探究自由落体运动精品课件1

1、第二章第二章 探究匀变速直线运动规律探究匀变速直线运动规律 第一节第一节 探究自由落体运动探究自由落体运动 飘落的树叶飘落的树叶 滴下的雨水滴下的雨水 树上掉落的果实树上掉落的果实 从高处到低处从高处到低处 的的 下落运动下落运动 物理学把这样的运动形态叫做物理学把这样的运动形态叫做“落体运动落体运动” 游戏中的落体现象游戏中的落体现象 内容：用刻度尺检测人的反应时间。内容：用刻度尺检测人的反应时间。 规则：两人组合，接拿由静止释放的规则：两人组合，接拿由静止释放的 直尺（图二）。直尺（图二）。 思考：此游戏为什么可以用来检测人思考：此游戏为什么可以用来检测人 的反应时间？的反应时间？ 一、对

2、落体运动的思考一、对落体运动的思考 亚里士多德亚里士多德 （Aristotle 公元前公元前384-公元前公元前 322） 古代希腊著名哲学、科古代希腊著名哲学、科 学家、教育家。被称为学家、教育家。被称为百科全百科全 书式书式的学者。的学者。 伽利略伽利略（15641642）意大）意大 利利物理学家物理学家、天文学家天文学家和和哲哲 学家学家，近代实验科学的，近代实验科学的先驱先驱 者者。 史蒂芬史蒂芬霍金霍金说，说，“自然科自然科 学学的诞生要归功于伽利略，的诞生要归功于伽利略， 他这方面的功劳大概无人能他这方面的功劳大概无人能 及。及。” 亚里士多德的观点：亚里士多德的观点：重的物体下落

3、得快！重的物体下落得快！ A 理论理论:假设假设亚里士多德正确亚里士多德正确（重的物体下落得重的物体下落得快快) V大大 V小小 ?v 矛盾？矛盾？ 结论结论2：独自下落慢的小石头就会拖慢独自下落快的大石：独自下落慢的小石头就会拖慢独自下落快的大石 头，最终其下落速度比大石头慢。头，最终其下落速度比大石头慢。 结论结论1：整体其所受的重力一定比其中任一石块大，其下：整体其所受的重力一定比其中任一石块大，其下 落速度比任一石块快。落速度比任一石块快。 这两个结论能同时成立吗？这两个结论能同时成立吗？ （说明了什么？）（说明了什么？） （2）伽利略反驳亚里士多德的观点）伽利略反驳亚里士多德的观点

4、V小小V大大V V小小VV大大 （）（）实验探究物体下落的快慢与其轻重的关系：实验探究物体下落的快慢与其轻重的关系： 结论：物体自身的轻重不是影响物体下落快慢的因素结论：物体自身的轻重不是影响物体下落快慢的因素 实验实验 比较的物体比较的物体 轻重轻重 下落的情况下落的情况 （现象）（现象） 结论结论 硬币快硬币快纸团快纸团快纸团快纸团快 重的物体重的物体 下落快下落快 轻重相同时轻重相同时 体积小的物体积小的物 体下落快体下落快 轻的物体轻的物体 下落快下落快 纸片与纸团纸片与纸团 相同相同 纸片与半张纸团纸片与半张纸团 纸片重纸片重 硬币重硬币重 纸片与硬币纸片与硬币 伽利略观点：伽利略观

5、点： 物体下落快慢与物体的质量无关物体下落快慢与物体的质量无关! 纳尼！纳尼！ 、探究影响物体下落快慢的因素、探究影响物体下落快慢的因素 比较拉开降落伞前后跳伞运动员的下落情况。比较拉开降落伞前后跳伞运动员的下落情况。 1、拉开降落伞前：下落速度不断增大。、拉开降落伞前：下落速度不断增大。 2、拉开降落伞后：较拉开伞前下落速度发、拉开降落伞后：较拉开伞前下落速度发 生明显改变。生明显改变。 思考与猜想思考与猜想： 是什么导致是什么导致跳伞运动员从高空下落的跳伞运动员从高空下落的 速度变化情况会有明显差异？速度变化情况会有明显差异？ 空气阻力！空气阻力！ 19711971年，阿波罗飞船登上年，阿

6、波罗飞船登上 无大气的月球后，宇航员特地无大气的月球后，宇航员特地 做了使羽毛和重锤从同一高度做了使羽毛和重锤从同一高度 同时释放的实验同时释放的实验 月球没有空气阻力，轻重月球没有空气阻力，轻重不不 同同的物体下落的物体下落一样快一样快 阿波罗登月实验阿波罗登月实验 如果没有空气阻力会怎样呢？如果没有空气阻力会怎样呢？ （2）在）在没有没有空气阻力时，在某地空气阻力时，在某地任何任何 物体自由下落的物体自由下落的运动情况相同运动情况相同。 （1）空气阻力空气阻力是影响物体下落快慢是影响物体下落快慢 的重要因素。的重要因素。 实验结论：实验结论： 实验探究：牛顿管实验实验探究：牛顿管实验 二、

7、自由落体运动二、自由落体运动 定义：定义： 物体物体仅在重力仅在重力作用下，从作用下，从静止静止开始下开始下 落的运动，叫做自由落体运动。落的运动，叫做自由落体运动。 自由落体运动的条件：自由落体运动的条件： （1）初速度）初速度 Vo =0 （2）仅受重力作用）仅受重力作用 是一种理想化的模型。因在日常的生活中，空气是无处不是一种理想化的模型。因在日常的生活中，空气是无处不 在的，物体在下落的过程中就会受到空气的阻力，但当物体的在的，物体在下落的过程中就会受到空气的阻力，但当物体的 重力远大于阻力重力远大于阻力时时（Gf），空气的阻力可以忽略。），空气的阻力可以忽略。由静止自由由静止自由 下

8、落的物体（如：实心的铁球、石头等），可下落的物体（如：实心的铁球、石头等），可近似近似认为物体做认为物体做 的是自由落体运动。的是自由落体运动。 练习练习： 下列哪一个物体下列哪一个物体 的的 运动运动 可视为自由落体运动可视为自由落体运动 （ ） A、树叶从树上掉下落到地面的运动、树叶从树上掉下落到地面的运动 B、运动员推出的铅球的运动、运动员推出的铅球的运动 C、由桌边从静止掉落的钢笔的运动、由桌边从静止掉落的钢笔的运动 D、石子从水面由静止下落到水底的运动、石子从水面由静止下落到水底的运动 C 三、记录自由落体运动轨迹三、记录自由落体运动轨迹 用打点计时器记录自由落体运动轨迹用打点计时器

9、记录自由落体运动轨迹频闪照相法频闪照相法 第二章第二章 探究匀变速直线运动规律探究匀变速直线运动规律 第二节第二节 自由落体运动的规律自由落体运动的规律 A BCDEF 1.95.89.613.617.3 小纸带的大用处-纸带分析 A BCDEF 1.95.89.613.617.3 单位单位:mm A BCDEF 1.95.89.613.617.3 4.85 3.12 1.76 0.77 0.190.02 0.04 0.06 0.08 0.10 475 481 489 488 485 9.5 19.3 29.3 39.0 48.5 A-F A-E A-D A-C A-B s/t2的数值的数值s

10、/t的值的值 cm(s) 运动位移运动位移 s(cm) 运动时间运动时间 t(s) s/t2的单位的单位 cm/s2 cm/s2 cm/s2 cm/s2 cm/s2 加速度用 表示，称为重力加速度。g 2 9.8/gm s 各地的重力加速度不同：一般是随着各地的重力加速度不同：一般是随着 纬度增大而增大；随着高度的增大而纬度增大而增大；随着高度的增大而 减小。减小。 位移公式： 2 1 2 sgt t vgt 速度公式： 方向：竖直向下（没特别说明大小都取方向：竖直向下（没特别说明大小都取9.8m/s2） 特点：自由落体运动是初速度为特点：自由落体运动是初速度为0的的匀加速直线运动匀加速直线运

11、动。 实验步骤实验步骤 （1）按上图实验装置固定电磁打点计）按上图实验装置固定电磁打点计 时器，并接好电路。时器，并接好电路。 （2）把纸带的一端固定在重锤上，另）把纸带的一端固定在重锤上，另 一端穿过打点计时器，用手竖直向上一端穿过打点计时器，用手竖直向上 提着纸带，使重物靠近打点计时器。提着纸带，使重物靠近打点计时器。 （3）接通电源，然后松开纸带，让重）接通电源，然后松开纸带，让重 锤带着纸带下落，打点计时器就在纸锤带着纸带下落，打点计时器就在纸 带上打下一列点，关闭电源，取下纸带上打下一列点，关闭电源，取下纸 带。带。 （4）更换纸带，重复作）更换纸带，重复作34次实验。次实验。 用打

12、点计时器记录自由落体运动轨迹用打点计时器记录自由落体运动轨迹 实验注意事项实验注意事项： 实验前的思考实验前的思考：重锤在下落的过程中，除了受：重锤在下落的过程中，除了受 到空气阻力外，还有没有受到到空气阻力外，还有没有受到其他其他的阻力的影的阻力的影 响呢？响呢？ 纸带与限位孔之间存在着纸带与限位孔之间存在着摩擦力摩擦力 解决方法解决方法： 条件：物体的条件：物体的 重力远大于阻重力远大于阻 力力（Gf） 1、调节打点计时器与垂直面的位置，尽可能减少纸带与限位孔、调节打点计时器与垂直面的位置，尽可能减少纸带与限位孔 的摩擦力。的摩擦力。 2、纸带要拉直，不要弯曲。、纸带要拉直，不要弯曲。 1、当我们打开打点计时器时，要保持纸带和重锤静止，、当我们打开打点计时器时，要保持纸带和重锤静止， 保证纸带上的第一个点清晰。保证纸带上的第一个点清晰。 2、要先通电后才放开手让重锤自由下落。、要先通电后才放开手让重锤自由下落。 纸带分析纸带分析 A：物体的运动轨迹是？：物体的运动轨迹是？ 直线直线 B：物体下落的方向是？：物体下落的方向是？ 竖直向下竖直向下 C：纸带上的点与点之间的距离有什么变化？：纸带上的点与点之间的距离有什么变化？ 说明了什么？说明了什么？ 距离越来越大物体在做加速运动距离越来越大物体在做加速运动 练习：练习： 在忽略空气阻力的情况下，让静止的石块和木在