自由落体运动规律

1、2021/6/2412021/6/242物体仅物体仅在重力在重力作用下，从作用下，从静止开始静止开始下落的运动下落的运动复习：一、自由落体运动复习：一、自由落体运动1 1、定义：、定义：2 2、特征、特征：（1）初速度为零初速度为零 （2）仅受重力）仅受重力(3)轨迹是一条直线轨迹是一条直线(4)速度越来越大速度越来越大由纸带得由纸带得: :2021/6/243你从纸带中知道了哪些运动信息你从纸带中知道了哪些运动信息1、相邻两点的时间间隔t：0.02s2、相邻两点之间的距离s1、s2、 s3 sn2021/6/244相等t ，V S2021/6/245自由落体运动是自由落体运动是变速变速直线运

2、动直线运动2021/6/246速度速度 是是 怎样怎样 变化变化 的呢的呢2021/6/247G G自由落体运动是自由落体运动是物体受到物体受到单一的单一的力力重力重力G的的作用而产生的运作用而产生的运动，这种运动会动，这种运动会不会是一种不会是一种最简最简单的单的变速直线运变速直线运动，速度均匀变动，速度均匀变化化伽利略伽利略伽利雷伽利雷15641642年年2021/6/248怎样的变速直线运动才是怎样的变速直线运动才是最简单最简单的呢？的呢？匀变速直线运动匀变速直线运动物体仅受重力物体仅受重力且且 V0=02021/6/249怎样验证我们的猜想呢？怎样验证我们的猜想呢？设计实验采集所需数据

3、设计实验采集所需数据如果数据符合匀变速直线运动的规律猜想正确如果数据不符合匀变速直线运动规律猜想错误2021/6/2410V0=0的匀变速直线运动有什么规律呢？的匀变速直线运动有什么规律呢？2021/6/2411匀变速直线运动匀变速直线运动：物体物体沿直线沿直线且其且其速度均匀变化速度均匀变化 （增加或减少）的运动。（增加或减少）的运动。 即，即，a 恒定恒定不变不变的运动的运动2021/6/2412加速度：物体速度的变化（加速度：物体速度的变化（Vt-V0）与完成这一变化所用）与完成这一变化所用 时间时间t的比值，表示为的比值，表示为 a =（Vt-V0）/t 因为，初速度因为，初速度V0=

4、0，代入上式得到，代入上式得到，Vt=a t位移S有什么规律可循呢？2021/6/2413初速度为初速度为0的匀变速直线运动的的匀变速直线运动的V-t图像图像t/sV/(m/s)OVtt位移位移：S= ( Vt t )/2 Vt =at将式中的Vt用式中的 “ a t ”替代，得S= at2/2初速度为零的匀变速直线运动的位移与时间满足的关系注：作为副板书进行规律推导。2021/6/24142021/6/2415如果要验证自由落体运动是匀变速直线运动，如果要验证自由落体运动是匀变速直线运动，需要我们采集哪些数据呢？需要我们采集哪些数据呢？方法一：采集数据：方法一：采集数据：Vt、t如果采集的数

5、据满足如果采集的数据满足Vt/t为一个定值，为一个定值，即即a不变不变，则证明我们的猜想是对，则证明我们的猜想是对的！2021/6/2416有什么方法可以测量到任意时刻的速有什么方法可以测量到任意时刻的速度度Vt和时间和时间t呢？呢？2021/6/2417实验采集数据中遇到了难题：实验采集数据中遇到了难题：1、物体的瞬时速度、物体的瞬时速度Vt无法直接测量无法直接测量2、物体做自由落体运动的下落时间、物体做自由落体运动的下落时间t很短，测量误差大很短，测量误差大2021/6/2418能不能通过我们直接测量的量来验证能不能通过我们直接测量的量来验证呢？呢？方法二：位移方法二：位移S与时间与时间t

6、2021/6/2419若物体做自由落体运动的位移S和时间t满足匀变速直线运动的规律： S/t2=定值定值 ， 也可证得自由落体运动是匀变速直线运动！自由落体运动是匀变速直线运动！2021/6/2420S1/t2=1.9*10-3/(0.02)2=4.75(m/s2)S2/t2=7.7*10-3/(0.04)2=4.81(m/s2)S3/t2=17.3*10-3/(0.06)2=4.81(m/s2)S4/t2=30.7*10-3/(0.08)2=4.79(m/s2)S5/t2=48.0*10-3/(0.10)2=4.80(m/s2)同学们课后利用自己打的纸带上的数据分析一下，看是否能得到跟老师一

7、样的结果！在误差范围在误差范围内内,S/t2可视可视为为定值，定值，即即a/2。a 约为约为9.60m/s2S/t2=定值？定值？2021/6/2421自由落体运动：是自由落体运动：是初速度为零初速度为零的匀变速直线运动，的匀变速直线运动， 其加速度是一个常量。其加速度是一个常量。 是不是所有物体在同一地点做自由落体运动的加速度都是不是所有物体在同一地点做自由落体运动的加速度都一样呢？一样呢？ 是！是！自由落体运动的加速度用自由落体运动的加速度用g表示，称为重力加速度表示，称为重力加速度. g=9.8m/s2 , 方向方向竖直向下。竖直向下。2021/6/2422一般的计算中通常取：g=9.8

8、粗略计算时，地球上不同位置的重力加速度一般是不同的：2021/6/2423地球上不同地区的重力加速度不同地球上不同地区的重力加速度不同随着纬度的增加而增加随着纬度的增加而增加随着高度的增加而减小随着高度的增加而减小重力加速度与质量有关吗重力加速度与质量有关吗？无关无关2 2）不同地点，）不同地点，g g值一般不同。两极最值一般不同。两极最大，赤道最小；距地面越高，大，赤道最小；距地面越高，g g值越小值越小注意：注意：1 1）同一地点，一切物体在自由落体运）同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同动中的加速度都相同2021/6/2424自由落体运动的自由落体运动的速度公式速度公式：Vt

9、 = g t自由落体运动的自由落体运动的位移公式位移公式：S = g t212注意注意：这两个公式，只适用于这两个公式，只适用于初速度为零初速度为零的自由落体的自由落体 运动过程。运动过程。二、自由落体运动的规律小结：二、自由落体运动的规律小结：OBA自由落体运动不是自由落体运动OAOBABVA2021/6/24250解：设坚直向下为正方向，由解：设坚直向下为正方向，由221gts gtv 得gsvgvgvgs22)(21222smgsv/14101022水滴下落到地面时的速度水滴下落到地面时的速度实践拓展练习2021/6/2426参考解答参考解答:如果雨滴自由下落如果雨滴自由下落1.5km,

10、则则smgsv/107 . 1150010222实际上，从实际上，从1.5km下落已经不可能忽略空下落已经不可能忽略空气阻力了。因此不能看作自由下落。气阻力了。因此不能看作自由下落。2021/6/2427B2021/6/2428BD2021/6/2429例例:从离地面从离地面80m的空中自由落下一个小球的空中自由落下一个小球,g取取10m/s2,求求(1)经过多长时间落到地面经过多长时间落到地面?(2)自开始下落计时自开始下落计时,分别求出在第分别求出在第1s 内的位内的位移移,最后最后1s内的位移内的位移(3)下落时间为总时间的一半时的位移下落时间为总时间的一半时的位移2021/6/2430

11、分析分析：物体不论在地球上还是在月球上做自由落：物体不论在地球上还是在月球上做自由落体运动，都是初速度为零的匀加速直线运动。区体运动，都是初速度为零的匀加速直线运动。区别在于，二者的加速度不同。别在于，二者的加速度不同。解：221gts ,616/ggss故所求距离故所求距离mss82.0612021/6/24312021/6/2432生活小物理：生活小物理：测量反应时间：人从发现问题到采取相应的行动测量反应时间：人从发现问题到采取相应的行动所用的时间称为反应时间，该时间越小，说明人所用的时间称为反应时间，该时间越小，说明人的反应越灵敏。反应时间可用自由落体运动来测试。的反应越灵敏。反应时间可

12、用自由落体运动来测试。请一名同学用手捏住直尺顶端，你用一只手在直尺请一名同学用手捏住直尺顶端，你用一只手在直尺下方做好捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下方做好捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上对应的位置下这时手指在直尺上对应的位置1。在没有任何提示。在没有任何提示的情况下，当你看到那位同学突然放开直尺时，你的情况下，当你看到那位同学突然放开直尺时，你立即捏住直尺，记下此时手指所对应的位置立即捏住直尺，记下此时手指所对应的位置2。通过。通过位置位置1和位置和位置2，计算出直尺的下落高度，计算出直尺的下落高度h。根据已。根据已有的数据，运用自由落体运动规律，计算你自己的有的数据，运用自由落体运动规律，计算你自己的反应时间反应时间t。2021/6/2433板书一、猜想与