自由落体运动规律.ppt
自由落体运动规律,物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动,复习：一、自由落体运动,1、定义：,2、特征：（1）初速度为零（2）仅受重力,(3)轨迹是一条直线,(4)速度越来越大,由纸带得:,一、运动信息的获取,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 sn,相等t，,V,S,自由落体运动是变速直线运动,！,速度 是 怎样 变化 的呢,？,猜想,G,自由落体运动是物体受到单一的力重力G的作用而产生的运动，这种运动会不会是一种最简单的变速直线运动，速度均匀变化,伽利略伽利雷15641642年,怎样的变速直线运动才是最简单的呢？,匀变速直线运动,物体仅受重力且 V0=0,怎样验证我们的猜想呢？,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,V0=0的匀变速直线运动有什么规律呢？,匀变速直线运动：物体沿直线且其速度均匀变化（增加或减少）的运动。,即，a 恒定不变的运动,加速度：物体速度的变化（Vt-V0）与完成这一变化所用 时间t的比值，表示为 a=（Vt-V0）/t,因为，初速度V0=0，代入上式得到，,Vt=a t,位移S有什么规律可循呢？,初速度为0的匀变速直线运动的V-t图像,t/s,V/(m/s),O,Vt,t,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。,V0=0的匀变速直线运动规律,速度与时间的关系：Vt=a t位移与时间的关系：S=a t2/2,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？,方法一：采集数据：Vt、t,如果采集的数据满足Vt/t为一个定值，即a不变，则证明我们的猜想是对的！,有什么方法可以测量到任意时刻的速度Vt和时间t呢？,实验采集数据中遇到了难题：,1、物体的瞬时速度Vt无法直接测量,2、物体做自由落体运动的下落时间t很短，测量误差大,能不能通过我们直接测量的量来验证呢？,方法二：位移S与时间t,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，也可证得自由落体运动是匀变速直线运动！,S1/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样的结果！,在误差范围内,S/t2可视为定值，即a/2。,a 约为9.60m/s2,S/t2=定值？,自由落体运动：是初速度为零的匀变速直线运动，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一样呢？是！自由落体运动的加速度用g表示，称为重力加速度.g=9.8m/s2,方向竖直向下。,一般的计算中通常取：g=9.8m/s2；粗略计算时，取g=10m/s2,地球上不同位置的重力加速度一般是不同的：,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,随着高度的增加而减小,重力加速度与质量有关吗？,无关,2）不同地点，g值一般不同。两极最大，赤道最小；距地面越高，g值越小,注意：,1）同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,自由落体运动的速度公式：,Vt=g t,自由落体运动的位移公式：,S=g t2,1,2,注意：这两个公式，只适用于初速度为零的自由落体 运动过程。,二、自由落体运动的规律小结：,O,B,A,自由落体运动,不是自由落体运动,OA,OB,AB,VA,例题,教材P33-例：屋檐上水滴下落的过程可以近似地看作是自由落体运动。假定水滴从10m高的屋檐上无初速滴落，水滴下落到地面时的速度大约是多大？,解：设坚直向下为正方向，由,得,水滴下落到地面时的速度,实践拓展,练习,讨论交流,教材P34-在现实中，雨滴大约在1.5km左右的高空形成并开始下落。计算一下，若该雨滴做自由落体运动，到达地面时的速度是多大？遇到过这样的雨滴吗？据资料显示，落到地面的雨滴速度一般不超过8ms.为什么它们的差别会这么大？,参考解答:如果雨滴自由下落1.5km,则,实际上，从1.5km下落已经不可能忽略空气阻力了。因此不能看作自由下落。,练习1、关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是（）A、重的物体g值大B、同一地点，轻、重物体的g值一样大C、g值在地球上任何地方都一样大D、g值在赤道处大于北极处,B,练习2、甲、乙两物体在同一地点分别从4h和h高处开始做自由落体运动，若甲的质量是乙的4倍，则下列说法中正确的是（）（A）甲乙两物体落地时速度相等（B）落地时甲的速度是乙的两倍（C）甲乙两物体同时落地（D）甲在空中运动的时间是乙的两倍,BD,例:从离地面80m的空中自由落下一个小球,g取10m/s2,求(1)经过多长时间落到地面?(2)自开始下落计时,分别求出在第1s 内的位移,最后1s内的位移(3)下落时间为总时间的一半时的位移,练习,一物体在地球上做自由落体运动，由静止开始下落4.9m所用时间是1s.该物体在月球上做自由落体运动，由静止开始下落1s的距离有多大？（已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的16）,分析：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。区别在于，二者的加速度不同。,解：,故所求距离,?,如何测反应时间,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。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，记下这时手指在直尺上对应的位置1。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，你立即捏住直尺，记下此时手指所对应的位置2。通过位置1和位置2，计算出直尺的下落高度h。根据已有的数据，运用自由落体运动规律，计算你自己的反应时间t。,板书,一、猜想与验证 猜想：V0=0，a不变 验证：V0=0的匀变速直线运动规律：a=（Vt-Vo）/t Vo=0 S=at2/2,Vt=a t,二、自由落体运动,Vo=0的匀变速直线运动,1、速度公式：Vt=g t2、位移公式：S=gt2/2,自由落体运动规律,副板书,相等t S S/t=V,S,2s,t V,2V t,O,A,B,S,t/s,V/(m/s),O,Vt,t,位移：S=(Vt t)/2,Vt=at,S=at2/2,
