2.5自由落体运动

1、自由落体运动自由落体运动伽利略伽利略意大利物理学家意大利物理学家匀变速直线运动的规律：匀变速直线运动的规律： 速度与时间的关系式速度与时间的关系式: : 位移与时间的关系式：位移与时间的关系式： 速度与位移的关系式速度与位移的关系式: : 匀变速直线运动的判别式匀变速直线运动的判别式: : 温故知新：温故知新： 0vvat2012xv tat2202vvax2xaT一、观察并猜想： 物体下落过程的运动情况与哪些因素有关，质量大的物体一定下落的快吗?探究小实验：探究小实验： 取一小段粉笔与一张纸片，在下述两种情况下，取一小段粉笔与一张纸片，在下述两种情况下，观察它们下落的快慢情况。观察它们下落的

2、快慢情况。 从同一高度同时释放一小段粉笔与一张纸片，观察谁下落得快？ 将纸片揉成纸团后，再从同一高度同时释放，观察谁下落得快？结论：物体下落过程的运动情况与物体的 无关粉笔下落的快粉笔下落的快下落的同样快下落的同样快质量质量实验演示实验演示 “ “牛顿管牛顿管”： 将羽毛、木塞和金属片放入有空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象： 将羽毛、木塞和金属片放入抽去空气的玻璃管中，让它们同时下落，观察到的现象： 结论：影响落体运动快慢的因素是 的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落的快慢 下落的快慢不一样下落的快慢不一样下落的同样快下落的同样快空气阻力空气阻力一样一样二、阅读

3、课本并回答： 1）自由落体运动概念自由落体运动概念： ， 。 你能说出自由落体运动中，“自由”的含义吗？ 2）自由落体运动必须同时满足两个条件：自由落体运动必须同时满足两个条件： ； 。注意：若物体在下落过程中所受空气阻力远小注意：若物体在下落过程中所受空气阻力远小于重力，则也可看作自由落体运动于重力，则也可看作自由落体运动物体只在重力作用下物体只在重力作用下从静止开始下落的运动从静止开始下落的运动只受重力作用只受重力作用初速度为初速度为0 2.0 7.9 17.7 31.4 49.0 70.6 mm三、自由落体运动的性质：实验探究：按照教材第按照教材第4444页的图页的图2 25151装置做

4、实验，将一系有纸装置做实验，将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录带的重物从一定的高度自由下落，利用打点计时器记录重物的下落过程。用直尺量出纸带上的有关数据，判断重物的下落过程。用直尺量出纸带上的有关数据，判断重物运动的性质，并求出加速度重物运动的性质，并求出加速度（打点时间间隔（打点时间间隔T=0.02sT=0.02s） 判别式法：根据x= =aT2判断重物的运动情况, 并求出a= 。xn- xn-1 21.6 17.6 13.7 9.8 5.94.03.9 3.93.99.75m/s2v/ms-1t/s0图像法：位置012345时间（s）0速度(m/s)作v-t图象，确

5、定重物下落的性质： 2.0 7.9 17.7 31.4 49.0 70.6 mm 21.6 17.6 13.7 9.8 5.90.02 0.04 0.06 0.080.100.39 0.59 0.78 0.980.040.080.120.400.800.12结论： 自由落体运动是自由落体运动是 ， 运动。运动。由上面的图像知： 重物下落的加速度a= 。初速度为0的匀加速直线9.8m/s2 四、自由落体加速度四、自由落体加速度g： 1 1、在同一点，自由落体运动的加速度都相等、在同一点，自由落体运动的加速度都相等 2 2、大小：一般取、大小：一般取 g=9.8m/s2g=9.8m/s2。 3 3

6、、方向：竖直向下。、方向：竖直向下。 4 4、在不同位置的重力加速度不同。、在不同位置的重力加速度不同。 纬度越高，纬度越高，g g越越 ； 同一纬度，高度越大，同一纬度，高度越大，g g越越 。一般的计。一般的计 算中可以取算中可以取9.8m/s9.8m/s2 2或或10m/s10m/s2 2，如果没有特殊，如果没有特殊 说明，都按说明，都按 m/sm/s2 2计算计算大大小小9.8五、自由落体运动的规律五、自由落体运动的规律特点：特点：V0=0，a=gtav221taxxav222xaTtgv221tghhgv222Tgh和同学合作，测试一下你的反应速度和同学合作，测试一下你的反应速度2h

7、tg例例1 1、物体从距地面高度为物体从距地面高度为1.25m1.25m处开始做自由落体运处开始做自由落体运动，物体下落到地面时的速度大小为多少？物体下落动，物体下落到地面时的速度大小为多少？物体下落到地面所用时间为多少？到地面所用时间为多少？ 解：222gh =29.81.25m/s4.95 m/ svghv由得又由又由 得：得：221=tgh六、典型例题六、典型例题222 g h =29 .81 .2 5 m /s4 .9 5 m / svg hv由得ght2 2 1.25s0.51s9.8变式训练变式训练1 1：做自由落体运动的物体，通过某一点做自由落体运动的物体，通过某一点 时的速度为

8、时的速度为19.6m/s19.6m/s，这时物体下落高度是多少？物，这时物体下落高度是多少？物体下落了多长时间？（体下落了多长时间？（g=9.8m/sg=9.8m/s2 2）vgt又由解：解： 22vgh根据22vhg得 19.6t2s9.8vsg得 19.6m例例2、一物体从塔顶自由落下，在到达地面之前一物体从塔顶自由落下，在到达地面之前的最后的最后1s内通过的位移是内通过的位移是34.3m，求塔的高度和，求塔的高度和下落的总时间。下落的总时间。 则下落（则下落（H-34.3H-34.3）m m的距离所用时的距离所用时间为（间为（t-1t-1）s s。 联立两式，解得：联立两式，解得：t=4

9、s H=78.4mH H = gt2 H、t34.3m 1s解：解：根据自由落体运动的位移公式，得根据自由落体运动的位移公式，得 H-34.3= g（t-1）2 分析：分析：画出物体的运动草图。设塔高画出物体的运动草图。设塔高为为H H，下落的总时间为，下落的总时间为t t。解解法法一一例例2、一物体从塔顶自由落下，在到达地面之前一物体从塔顶自由落下，在到达地面之前的最后的最后1s内通过的位移是内通过的位移是34.3m，求塔的高度和，求塔的高度和下落的总时间。下落的总时间。解解法法二二H34.3m 1svtt0.5s 所以下落的总时间所以下落的总时间t=3.5s+0.5s=4s根据平均速度公式

10、，得根据平均速度公式，得 34.3/txvvm st则则 34.33.59.8tvtssg 212Hgt塔的高度为塔的高度为 =78.4m=78.4m课题思考 一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了在空中下落了3.0s3.0s，如果不考虑空气阻力，悬，如果不考虑空气阻力，悬崖有多高？实际上是由空气阻力的，因此实际崖有多高？实际上是由空气阻力的，因此实际高度比计算值大些还是小些？为什么？高度比计算值大些还是小些？为什么？点评：点评：如果不考虑空气阻力，如果不考虑空气阻力，可算得结果为可算得结果为4 44.14.1m m。实际上由于空气阻力，实际上由于

11、空气阻力，3s3s内不会下落这样的距离内不会下落这样的距离。课堂练习 例1甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从H m高处自由落下，乙从2H m高处同时自由落下以下几种说法中正确的是（ ） A两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙大 B下落l s末，它们的速度相等 C各自下落l m它们的速度相等 D下落过程中甲的加速度比乙大 例2 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求小球： （1）经过多长时间落到地面？ （2）自开始下落计时，在第1 s内的位移、最后l s内的位移。 （3）下落时间为总时间的一半时的位移。课堂练习2. 2. 如图所示是用打点计时器研究小车运动打出的一如图所示是用打点计时器研究小车运动打出的一条纸带，条纸带，A A、B B、C C、D D、E E为在纸带上所选取的连续的为在纸带上所选取的连续的5 5个计数点，相邻计数点间的时间间隔为个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s0.1s；试判；试判断小车在做何种形式的运动？断小车在做何种形式的运动？12 4 .0 0 x A Bcm 22 8 .0 1x B Cc m 33 1 .9