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《自由落体运动》


学习目标
1.知识与技能: (1)认识自由落体运动,知道影响物体下落快慢的因素,理解自由落体 运动是在理想条件下的运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。 (2) 知道自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球上的不同地方, 重力加速度大小不同 (3)能利用匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律,并能运用自 由落体规律解决实际问题。 2.过程与方法: 通过观察、实验、探究,培养自己建立理想模型,从而得出物理规律的 方法;并提高分析、推理等能力 3.情感态度价值观: (1)通过实验和亲身探究,积极参与课堂活动,以一种愉悦的心情参与 课堂学习。 (2)通过学习使我们认识高空坠物的严重危害,树立良好的公德意识。

落体运动实例
剪断细线后小球下落 蹦极运动 露珠

以上实例有那些共同特点?

重力

竖直下落

静止

一.自由落体运动: 1.定义:物体只在重力作用下从静止开始竖直 下落的运动。

实验探究1

不同物体从同一高处下落快慢比较

实验1.纸片和硬币从相同的高度同时下落,看谁下落的快? (质量不同)

实验2.纸片和纸团从同一高度下落,谁下落的快? (质量相同)
实验3.硬币和包住硬币的纸团从同一高度下落,谁下落的快? (物体轻重不同)

实验分析:
1)硬币和纸片从同一高度下落 实验结果:硬币快,纸片慢 2)纸片和纸团从同一高度下落 重的物体下落快

实验结果:纸团快,纸片慢

轻重相同的物体 下落不一样快

3)硬币和包住硬币的纸团从同一高度下落 实验结果:一样快

轻重不同的物 体下落一样快

结论:物体自由下落的快慢跟物体质量无关

物体下落的快慢与质量无关。

那么,实际生活中为什么苹果要比树叶下落得快?

即: 影响物体下落快慢的因素是什么?

空气阻力

没有空气阻力会如何呢?

真空管实验

阿波罗登月实验
1971 年,阿波罗飞船登上 无大气的月球后,宇航员特地 做了使羽毛和重锤从同一高度 同时释放的实验,无数观众从 荧屏上看到,它们并排下落, 同时落到月球表面。

轻重不同的物体下落一样快 结论1: 结论2: 影响物体下落快慢的因素是 空气阻力 。 忽略空气阻力,轻重不同的物体下落快慢 是 相同 的。

这是现在人们在真空室中完成的羽毛和苹果的自由 下落闪光照片

2.自由落体运动的特点: 不同的物体自由下落的快慢相同
我们平常见到的物体下落快慢不同是由于空气阻力的影响。 苹果、鸟笼、硬币等物体虽受到空气阻力,但空气阻力 与其重力比较很小,所以我们认为它们只受重力,做自 由落体运动。 但像羽毛、树叶、纸片等物体受空气阻力 与其重力比较就较大了,它们的运动不属于自由落体运 动。

实验探究2

探究自由落体运动的性质
越来越快 开始时静止

1.现象看: 竖直下落 2.猜想:

匀加速直线运动

3.探究实验:探究重锤下落的运动规律
(1)演示实验:(打纸带)

(2)在相等的时间间隔里,重球下落的位移 怎样变化?

(3)数据测量:

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S1=0.80cm S2=1.19cm S4=1.97cm S5=2.36cm

S3=1.58cm S6=2.75cm

利用纸带验证重锤下落的运动特征
序 号 1 2 3 4 5 6 相等时间的 位移(cm) S1= S2= S3= S4= S5= S6= 相邻相等时间的位移差(cm) -------------△S1= S2- S1= △S2= S3- S2= △S3= S4- S3= △S4= S5- S4= △S5= S6- S5= 结论

△S=S2-S1=S3-S2=S4-S3=S5-S4=S6-S5=0.39cm 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

结论:重物在连续相等时间内位移差△S相等,
自由下落的重物做匀加速直线运动 3.运动性质:

自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动

二、自由落体加速度 不同物体下落的加速度一样吗?

a b

1 2 x ? at 2

x

t

不同物体下落的 x 和 t 都相 同 ,则 它们在这一地点的加速 度都相同 这个加速度是做自由落体的加 速度,叫重力加速度。用g 来表 示。
1.g的方向:竖直向下

实验探究3

测量自由落体运动的加速度
由连续相等时间内位移差 ?S ? gT 2 粗略的求g。

比一比:
小组 g值 ( m / s2 )

1

2

3

4

5

6

7

8

g 的大小:g=9.8
地点 赤道

m / s2

地球上不同地方g值不同。
重力加速(m· s-2) 特点

标准值:g=9.806 65 m/s2

纬度

广州
武汉 上海

0° 23°06′ 30°33′ 31°12′ 35°43′ 39°56′ 40°40′ 55°45′ 90°

9.780 9.788 9.794 9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832

最小

东京
北京 纽约

莫斯科
北极

最大

二、自由落体加速度
1.大小: 一般g可取9.8m/s2或10m/s2 2.方向: 竖直向下

三、自由落体运动规律:

规律探究4 自由落体运动的规律与应用

自由落体运动的规律 匀加速直线运动 自由落体运动

1 2 x ? v0t ? at 2

v=v0+at

v ? gt
v0 0=0 a=g
h? 1 2 gt 2

v ? v ? 2ax
2 2 0

v 2 ? 2 gh

自由落体运动的应用

现在你能测出自己的反应时间吗

同学名字

抓住的刻度

反应时间

例1:甲物体从高H处自由下落,乙物体从高2H处 自由下落,则关于他们的说法正确的是( B ) A B C D 下落1秒时甲物体速度大于乙物体速度。 下落1米时甲物体速度等于乙物体速度。 甲物体的加速度小于乙物体的加速度。 两物体到达地面时的速度相同。

例2:从六层楼上自由落下一个果壳,已知每层楼高3米, 求果壳落到地面的速度?若一辆汽车的速度为60km/h, 则果壳和汽车的速度那个大?这样的果壳对楼下的行人 有无危害?
解:六层楼距地面实际高度应该为: h=5×3m=15m 根据自由落体运动规律 v 2 ? 2 gh

v ? 2gh ? 2 ?10?15 m/s ? 17.3m/s? 62km / h
果核的速度比汽车的速度大,对行人有害。

一、自由落体运动
1.定 义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 2.运动特点:不同的物体自由下落的快慢相同 3.运动性质: 初速度为零的匀加速直线运动。

二、自由落体加速度
1.大小: 一般g可取 9.8m/s2 或 10m/s2
2.方向:竖直向下

三、自由落体运动规律:

v ? gt

1 2 h ? gt 2

v 2 ? 2 gh

1.下列说法正确的是( ) A.物体竖直向下的运动是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零,加速度为g的竖直向下的匀加速运动 C.物体只在重力作用下从静止开始的下落运动叫自由落体运动 D.当空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体自由下落可视为自由落体运动 2.关于重力加速度下面四种说法正确的是( ) A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢 B.重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小 C.重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢 D.轻、重物体的重力加速度不同 3.从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,它们在空中任 一时刻( ) A.甲乙两球距离始终保持不变,甲乙两球速度之差保持不变 B.甲乙两球距离越来越大,甲乙两球速度之差也越来越大 C.甲乙两球距离越来越大,甲乙两球速度之差保持不变 D.甲乙两球距离越来越小,甲乙两球速度之差也越来越小 4.某物体做自由落体运动,则( ) A.第2s的平均速度为15m/s B.第7s的位移为65m C.后一秒的位移总比前一秒的位移多5m D.前一秒的平均速度总比后一秒的平均速度小10m/s 5.一物体从楼上自由下落,经过高为2m的窗户所用的时间为0.2s,物体是从距离窗顶 多高处自由落下的? 参考答案: 1.BCD 2.C 3.C 4.ABD 5. 4.1m


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