自由落体运动课件

第二章

匀变速直线运动第4节

自由落体运动无边落木萧萧下飞流直下三千尺物体下落的运动是司空见惯的，轻重不同的物体哪个下落的快呢？二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关，重的物体下落得快。他的这一论断符合人们的常识，以至于其后两千年的时间里，大家都奉为经典，你能举例推翻这一结论吗？1、知道自由落体运动的条件以及运动性质。2、掌握自由落体加速度的大小和方向。3、能够运用匀变速直线运动规律分析、解决有关自由落体运动的问题。01影响物体下落快慢的因素1.逻辑推理v12＞8v1=8v2=44<v12<8结论与假设出现了矛盾！

伽利略通过逻辑推理指出了亚里士多德的错误，最后通过实验证明重物与轻物下落得同样快。重物被轻物拖累重物轻物绑一起(1)将面积相同的硬币和纸片同时从同一高度由静止释放，仔细观察，看看有什么发现？把纸片搓成团，再次实验，看看又有什么发现？2.实验探究硬币落得快，纸片落得慢硬币和纸团落得一样快(2)按下表的实验内容进行实验，看看有什么发现，填好实验现象及对应的结论。实验内容实验结果结论两张一样的纸，将其中一张搓成团，另一张铺平，从同一高度同时由静止开始释放

一张大纸和一张小纸，将小纸搓成团，大纸铺平，从同一高度同时由静止开始释放

搓成团的纸下落得快小纸下落得快纸片下落快慢与轻重无关纸片下落快慢与轻重无关实验结论：物体下落快慢与物体的轻重无关轻物和重物都有可能下落得快，那么到底是什么因素造成了这种结果呢？下面我们一起来做个比较精细的实验，仔细研究一下。演示实验：轻重不同的物体下落快慢的研究（1）实验器材：牛顿管（一个两端封闭的玻璃管，其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通）、真空泵、质量不相同的铁片和羽毛等。甲有空气乙真空（2）实验步骤①在有空气阻力时，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中；②把玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况；③启动真空泵，把牛顿管里的空气抽出一些，把玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况；④把牛顿管里的空气几乎全部抽出，重复步骤③，观察物体下落的情况。（3）演示牛顿管的实验视频（5）实验结论：

在没有空气的空间里，物体下落的快慢相同。（4）实验现象：

如果牛顿管里有空气，金属片和羽毛下落的快慢不同；把牛顿管里的空气抽出一些，金属片和羽毛下落的快慢就变得接近；当把牛顿管里的空气几乎全部抽出时，金属片和羽毛下落的快慢就相同了。(1)定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。(2)特点：只受重力、v0=0(3)当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，从静止开始下落的物体可视为自由落体运动。02自由落体运动实验：研究自由落体运动的规律

（1）任意两个连续相等的时间里，小球下落的位移之差是否相同？是否验证“自由落体运动是匀加速直线运动”猜想？

右图是小球做自由落体运动的频闪照片，请根据照片提供的信息思考下列问题：温馨提示：在匀变速直线运动中，各个连续相等的时间里的位移之差是个恒量小球的加速度为

（2）如果猜想正确，小球做自由落体运动的加速度是多少？(1)定义：(2)符号：通常用g表示(3)方向：对不同物体进行的实验结果表明，在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同。物体在自由落体运动中的加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。竖直向下精确的实验发现，在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。(4)大小：一般g=9.8m/s2,粗略计算g=10m/s203自由落体加速度匀变速直线运动速度公式位移公式位移速度公式平均速度公式自由落体运动自由落体运动的规律一些地点的重力加速度地点纬度重力加速度赤道海平面0°9.780马尼拉14°35′9.784广州23°06′9.788武汉30°33′9.794上海31°12′9.794东京35°43′9.798北京39°56′9.801纽约40°40′9.803莫斯科55°45′

9.816北极90°9.832你从表中发现了什么规律吗？总结：重力加速度随纬度的增加而增大。例题：如图所示，椰子从距地面高度h为20m的树上由静止落下.不计椰子下落时受到的空气阻力，取g=10m/s2.求椰子落地的时间和到达地面时的速度.分析：椰子下落过程是初速度为零的匀加速直线运动，忽略空气阻力影响，椰子做的是自由落体运动，可以运用自由落体运动规律求解，物体运动的加速度和速度都是矢量，解题时要考虑其方向性，首先要选定一个正方向.本题选定竖直向下为正方向.解：选定椰子最初下落点为位移的起点，竖直向下为正方向.由自由落体运动的位移公式

又v=gt=10×2m/s=20m/s.即椰子下落到地面的时间是2s，瞬时速度大约是20m/s.1.关于自由落体运动，下列说法正确的是(

)A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B.如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可以看成自由落体运动C.一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动D.雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自由落体运动B2.(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是(

)A.自由落体运动是一种匀变速直线运动B.物体刚下落时，速度和加速度都为零C.物体的质量越大，下落时加速度就越大D.当地重力加速度为9.8m/s2，则物体在该处自由下落的过程中，每秒速度都增加9.8m/sAD3.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.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.如图是小球在没有阻力时自由下落的频闪照片，频闪仪每隔0.04s闪光一次.(照片中的数字是小球距起落点的距离，单位：cm)(1)试判断小球的运动是否是匀变速直线运动？(请说出判断依据)(2)若是匀变速直线运动，加速度是多大？解：（1）是匀变速直线运动，因为在误差允许范围内小球在连续相等时间内的位移差为定值。（2）从上到下，两相邻小球间的距离为x1、x2、x3、x4，根据逐差法求加速度4.有A、B两个小球，在不同高度上做自由落体运动，A球下落1s后，B球开始下落，两球同时落到地面。已知B球离地面高度为15m，问A球从多高处下落？g取10m/s2。解：设A球下落的高度为hA,下落的时间为t,B球下落高度为hB,下落时间为t-1s,由自由落体运动规律可得：

hA=gt2/2①

hB=g(t-1)2