对自由落体运动的研究课件(教科版.ppt

7对自由落体运动的研究,目标导航学习目标：,通过实验，了解空气阻力对自由落体运动的影响，知道自由落体的概念2通过实例的分析，知道自由落体运动的加速度是恒定的，认识自由落体运动的规律3初步了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法,重点难点：1.自由落体运动的规律2伽利略研究自由落体运动的方法,一、自由落体运动1定义：物体只在_作用下从_开始下落的运动2物体做自由落体运动的条件,重力,静止,二、伽利略对自由落体运动规律的探究1亚里士多德的观点物体下落快慢是由它们的重量决定的，越重的物体下落得_2发现问题伽利略通过“落体归谬”推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体_”的说法,越快,下落快,3提出假说他认为自然界总是习惯于运用最简单和最容易的手段由此，提出了假说：物体下落的过程是一个速度逐渐_的过程，速度与时间成_，即_，又从假设出发寻出物体下落的距离与时间的平方成_，即ht2.,增大,正比,vt,正比,4间接验证伽利略让铜球在近似光滑的斜槽上滚下进行实验，验证了运动距离与时间的平方成_，从而间接证实了他的假说,正比,5合理外推将斜面倾角外推到90，此时物体做自由落体运动，物体自由下落时的加速度用g表示，称为自由落体加速度或_，并从假设得出，自由落体运动是初速度为_、加速度恒定的_直线运动,重力加速度,零,匀加速,三、自由落体加速度1大小：在同一地点，一切物体的重力加速度都相同g随地理纬度的增加而_，一般计算中常取g_ m/s2，粗略计算时还可取g_ m/s2.,增大,9.8,10,2方向：竖直向下,图171,想一想1971年7月26号发射的阿波罗15号飞船首次把一辆月球车送上月球，美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里，并做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤如图171所示，是否会出现铁锤比羽毛提前落到月球表面的现象？,提示：不会由于月球表面没有空气，所以宇航员将羽毛与铁锤自由释放后，它们只在重力作用下，有相同的下落加速度，它们均同时做自由落体运动，故应同时落到月球表面上,要点一时间与时刻学案导引1物体在重力作用下的下落都是自由落体运动吗？2实际中，物体下落的运动是自由落体运动吗？,3物体做自由落体运动时下落的快慢与物体的质量有关吗？1自由落体运动是一种理想化模型这种模型忽略了次要因素空气阻力，突出了主要因素重力,在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始下落才可看做自由落体运动，如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动,2自由落体运动的实质自由落体运动是初速度v00，加速度ag的匀加速直线运动，它只是匀变速直线运动的特例特别提醒：物体在其他星球上也可以做自由落体运动，但同一物体在不同的星球上所受重力一般不同，所以下落时的加速度一般不同,下列关于自由落体运动的说法正确的是()A物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动B物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动C从静止开始下落的小钢球，因受空气阻力作用，不能看成自由落体运动D从静止开始下落的小钢球，所受空气阻力对其运动的影响很小，可以忽略，可以看成自由落体运动,【精讲精析】物体做自由落体运动的条件是：(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用所以A错误，B正确；在实际中，物体下落时，当空气阻力远小于重力时，物体的下落才能看做自由落体运动，所以C错误，D正确【答案】BD,变式训练1关于自由落体运动，以下说法正确的是()A质量大的物体自由下落时下落的快B从水平飞行的飞机上释放的物体做自由落体运动C雨滴下落的过程是自由落体运动D从水龙头上滴落的水滴的下落过程，可近似看成自由落体运动答案：D,要点2自由落体加速度学案导引1在同一地点物体做自由落体运动时，其加速度与物体的质量大小有关吗？2同一物体在不同地点做自由落体运动时，其加速度是否相同？,1自由落体加速度的大小(1)产生原因：由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的，因此也称为重力加速度(2)大小：与所处地球上的位置及距地面的高度有关,在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变通常情况下取g9.8 m/s2，粗略计算时可取g10 m/s2.,2自由落体加速度的方向(1)方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地球球心(2)由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同3重力加速度的测量方法,图172,图173,(3)滴水法：如图173所示，让水滴自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴地滴下，并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间，第二滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h，再测出每滴水下落的时间T，其方法是：,特别提醒：(1)打点计时器法的误差主要来自阻力的影响和测量误差(2)频闪照相法和滴水法的误差主要是测量误差,滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头从第1次听到水击盘声时开始计时，测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1 s，声速为340 m/s，g取 10 m/s2，则(),【答案】D,变式训练2.如图174所示，为探究自由落体运动规律时打出的一条纸带的一部分，试根据纸带分析重锤的运动情况并求出自由落体的加速度,图174,解析：由于相邻两点间的位移差分别为x1x2x13.9 mm，x2x3x23.9 mmx3x4x33.9 mm，x4x5x43.9 mm则相邻两点间位移差恒定，所以重锤做匀加速直线运动，且释放时的初速度为0.,答案：9.57 m/s2,要点3自由落体运动的规律学案导引1匀变速直线运动的基本规律对于自由落体运动是否适用？2匀变速直线运动的推论对于自由落体运动是否适用？,从离地500 m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g10 m/s2，求：(1)经过多长时间落到地面；(2)从开始落下的时刻起，在第1 s内的位移大小和最后1 s内的位移大小；(3)落下一半时间的位移大小,【关键提醒】解答本题时应把握以下两点：(1)自由落体下落的时间由高度决定(2)最后一秒内的位移等于总高度减去最后一秒之前下降的总高度,【精讲精析】由h500 m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地时间根据运动时间，可算出第1 s内的位移和落下一半时间的位移最后1 s内的位移是下落总位移和前(n1)s下落位移之差,【答案】(1)10 s(2)5 m95 m(3)125 m,【名师点评】(1)自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动，在分析自由落体运动时，要注意灵活运用匀变速直线运动的有关规律和推论(2)求解第n秒内的位移时，应为xnxnxn1，有些同学往往误解为xnxn.,变式训练3(2012石家庄二中高一检测)一个物体从80米高的地方自由下落(忽略空气阻力)，则求物体接触地面前一瞬间的速度大小和最后一秒内的位移大小(g取10 m/s2),答案：40 m/s35 m,自由落体运动规律的综合应用,经典案例(6分)一条铁链AB长0.49 m，悬于A端使它自由下垂，然后让它自由下落，求整个铁链通过悬点下方2.45 m处小孔O时需要的时间是多少(g取9.8 m/s2),图175,【思路点拨】如图175所示，铁链通过O点需要的时间，等于铁链下落距离h2、h1所用时间之差,【解题样板】以B端为研究对象，当B端到达O点时，所需的时间为t1，其位移为h1，当A端到达O点时，B端自由下落的位移为h22.45 m，所需的时间为t2，由图可知h12.45 m0.49 m1.96 m，(2分),【答案】7.4102s,【规律方法】如何分析自由落体运动问题(1)作好运动示意图；(2)充分挖掘已知条件，不要遗漏，有时题中还有一些隐含条件；(3)确定求解方法：逐步推导，联立关系式,