2.5自由落体运动

第二章匀变速直线运动的研究第5节自由落体运动生活中常见的下落运动雪花飘落苹果下落露珠下落见一叶落而知岁之将暮

-----《淮南子・说山训》

思考：

轻重不同的物体，下落的快慢是否相同？影响物体下落快慢的因素是什么呢？铁球塑料卡纸片从实验现象得知，重的物体下落的快古希腊最伟大的科学家

——亚里士多德轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢.伟大的意大利物理学家、天文学家

——

伽利略老亚，你这种观点是错误的！？比萨斜塔实验不同的物体下落快慢是一样的.轻重相同的物体，并不是同时落地.物体下落的快慢不是由它们的轻重决定的纸团纸片在真空管中铁片和羽毛同时落到管底实验是理论的法宝演示实验：牛顿管实验实验探究结论：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同

.1．定义：物体只在_____作用下从_____开始下落的运动．2．条件: (1)物体只受_____作用． (2)物体的________等于零．3．运动性质：自由落体运动是初速度为零的__________运动．4．空气中下落：如果空气阻力的作用_______，可以_____，物体从静止下落也可以近似看做自由落体运动．一、自由落体运动重力静止重力初速度匀加速直线比较小忽略1．小鹏摇动苹果树，从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止直接落到地上，苹果先落地，下面说法中正确的是(

)． A．苹果和树叶做的都是自由落体运动 B．苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动 C．苹果的运动可看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动

D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地CD1．打点计时器法(1)利用如图2－5、6－1所示装置，让物体自由下落打出纸带．（2）测出各计数点之间的距离x，求出连续相等时间内的位移差△x，看是否相等，若相等则为匀加速直线运动（3）若为匀加速直线运动，根据△x=aT，变形求出自由落体加速度。实验：自由落体的研究2取点ABCDEF

连续相等时间内的位移(cm)xⅠ

=1.64xⅡ

=2.72xⅢ=3.81xⅣ=4.90xⅤ=5.99连续相等时间内的位移差(cm)xⅡ-xⅠ=xⅢ-xⅡ=xⅣ-xⅢ=规律xⅤ-xⅣ=1.081.091.091.09初速度为零的匀加速直线运动A(0.54cm)B(2.18cm)C(4.90cm)D(8.71cm)E(13.61cm)F(19.60cm)102468121416180在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置．图中是小球自由下落时的频闪照片，频闪仪每隔0.04s闪光一次．根据这张频闪照片，你能获取关于自由落体运动的哪些规律性的东西？如果要通过这张照片求自由落体加速度，可以采用哪几种方法？(照片中的数字是小球距下落点的距离，单位：cm)

图2－5、6－42．频闪照相法1．定义：物体做自由落体运动的加速度，也叫___________．2．方向：________．3．大小：在同一地点，物体做自由落体运动的加速度都____，重力加速度的大小随地理纬度的增加而_____，在赤

道上_____，两极处_____，一般计算中，常取g＝_______或g＝_______．二、自由落体加速度相同重力加速度竖直向下增大最小最大9.8m/s210m/s2赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北极：g=9.832m/s2莫斯科：g=9.816m/s2随纬度升高，重力加速度增大2.关于自由落体运动和自由落体加速度，下列说法错误的是(

)．A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常g取9.8m/s2B．在地面上的不同地方，g的大小不同，但相差不是很大C．地球上的同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度都相同D．在自由落体运动过程中，质量不同的物体运动规律相同

A物体从空自由下，轻重没有快慢差。你我一个加速度，共同享受九点八。三、自由落体运动规律:三个基本公式v0=0a=g测量自己的反应时间自由落体的应用：趣味试验1．用图2－5、6－7所示的方法可以测出一个人的反应时间，设直尺从开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离为h，受测者的反应时间为t，则下列说法正确的是 (

)．对自由落体运动的认识图2－5、6－7答案

C?测高度3. 某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2s听到石头落地声，由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10m/s2) (

)． A．10m B．20m C．30m D．40m

答案

B2．几个常用的比例关系(1)1T末、2T末、3T末、…、nT末瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n(2)1T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比为h1∶h2∶h3∶…∶hn＝1∶4∶9∶…∶n2(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内、…，第N个T内位移之比hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hN＝1∶3∶5∶…∶(2N－1)(4)通过连续相等的位移所用的时间之比三、自由落体运动规律:4．一观察者发现，每隔一定时间有一个水滴自8m高处的屋檐落下，而且当看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么这时第二滴水离地面的高度是(g取10m/s2) (

)． A．2m B．2.5m C．2.9m D．3.5m

答案

D自由落体运动规律的应用【典例2】从离地500m的空中由静止开始自由落下一个小球，g取10m/s2，求： (1)经过多长时间小球落到地面； (2)从开始下落的时刻起，小球在第1s内通过的位移大小； (3)小球落地前最后1s内的位移大小．1．伽利略提出了一种新的观点：重物与轻物下落得_______．2．伽利略的科学猜想与假说：落体运动速度应该是_____变化的．3．伽利略的理想斜面实验

让小球从斜面上由静止滚下，测出小球从不同起点滚动的 ____和______． (1)斜面倾角一定时，小球做____________运动． (2)改变小球的质量，只要倾角一定，小球加速度都是相同的．四、伽利略对自由落体运动的研究一样快均匀位移时间匀加速直线(3)增大斜面倾角，小球加速度______．(4)将斜面倾角外推到θ＝90°时的情况——小球自由下落，认为小球仍会做____________运动，从而得到了自由落体运动的规律．其核心是把______和__________(包括数学演算)和谐地结合起来．4．伽利略的科学方法增大匀加速直线实验逻辑推理4. 17世纪意大利科学家伽利略在研究自由落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于 (

)． A．等效替代

B．实验归纳 C．理想实验

D．控制变量

解析伽利略的斜面实验忽略了阻力影响，逐渐增加斜面的倾角，合理外推到斜面变为竖直面，物体自由下落，采用了理想实验的方法．

答案

C五、竖直上抛运动1、定义：物体具有竖直向上的初速度v0，只在重力作用下的运动。2、运动性质：先做竖直向上的匀减速直线运动，上升到最高点后，又开始向下做自由落体运动，整个过程加速度始终为g。v0－gt－2gh3、运动规律：取v0的方向为正，则加速度a=-g4．竖直上抛运动的特点（1）时间对称物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA。（2）速度对称物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等。5．竖直上抛运动的两种处理方法 (1)分段法：分为上