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自由落体运动(公开课)(课堂PPT)
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x1 探究:自由落体运动的运动性质 x2
x3
设计实验方案(二)
x4
也可以用频闪照相来
研究自由落体运动 x5
x6
∵v-t 图象是一条倾斜的直线
∴ 自由落体运动是初速度为0 的匀加速直线运动。
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4.自由落体加速度
(1)在同一地点,一切物体自由下落的加速度 都相同,这个加速度叫做自由落体的加速 度,也叫做重力加速度。用g 来表示。
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5. 自由落体的运动规律
速度公式
匀变速直线运Βιβλιοθήκη 动v v0 at位移公式
x
v0t
1 2
at
2
位移速度公式 v2 v02 2ax
平均速度公式 v v 0 v 2
vo= 0
a=g
自由落体运 动
v gt
h 1 gt2 2
v2 2gh
v v 2
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【例1】从离地500m的空中自由落下一个小球,取 g=10m/s2,求:(1)经过多少时间落到地面;(2) 从开始落下的时刻起,在第1s内的位移、最后1s内的 位移;(3)落下一半时间的位移 解析(:1)由公式:h= gt2,得落地时间:
(2)第1s内的位移:h1= gt12= ×10×12=5m
因为前9s内的位移为:h2= gt22= ×10×92=405m
所以最后1s内的位移为:h10=h-h9=500m-405m=95m
(3)落下一半时间即t0=5s,其位移为:h5= ×10×52=125m
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四. 实际应用(一)--测高度 测高度
(2)方向:竖直向下 (3)大小:与地理位置(高度和纬度)有关
从低处到高处重力加速度在减小; 从两极到赤道重力加速度在减小。 注意:通常取g=9.8m/s2
粗略计算时可取g=10m/s2 11
重力加速度的数值 g /(m/s2)
地点 赤道 广州 武汉 上海 东京 北京 纽约 莫斯科 北极
纬度 00
1.定义:物始体下只落在的重运力动作用下从静止开
注意:在有空气的空间里,如物体 重力远远大于所受空气阻力,此阻 力可忽略不计,则物体下落的运动 也可看作自由落体运动
2.特点:(1)物体只受重力作用 (2)物体由静止开始下落
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3.运动性质:
探究:自由落体运动 的运动性质
设计实验方案(一)
用打点计时器研 究自由落体运动
实验3:
把半张纸片捏成纸团,将纸团和一张展开的完整的 纸片从同一高度自由下落
原因: 空气阻力对运动快慢有影响
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牛顿管
注意:观察实验 得出结论 抽气后,就排除了 空气阻力 的影响 现象:___在__真___空__中__同___时__落__地_______ 结论:_在__真___空__中__下___落__快__慢___与__物__体___的__重__量___无__关___
h
1 2
gt 2
比如测一口井的深度, 测山涯、房的高度等 等.
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四. 实际应用---测高 度
【例1】为了测出井口到井里水面的深度,让一个小石块 从井口落下,经过2s后听到石块落到水面的声音。求井 口到水面的大约深度(不考虑声音传播所用的时间)。
解:由题意物体做自由落体运动,t=2s,g取9.8m/s2
第二章 匀变速直线运动的研究
2.5 自由落体运动
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一. 历史的回顾
1.亚里士多德的观点
重的快!
亚里士多德 (Aristotle,前384—322)
亚里士多德通过对大量的 物体自由下落的观察,直接得 出结论:重的物体比轻的物体 下落的快,即“重快轻慢”。 由于他在学术界的崇高地位, 且该结论符合生活经验,这种 论断流传了近2000年。
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月球上物体 下落的实验
锤子 羽毛
知识链接:
1971年,乘坐阿波罗15号飞船登月的宇航员大
卫·斯科特(David Scott)将一把锤子和一根羽毛带上了
月球,在没有大气的月球上做了有趣的自由落体试验。
通过电视直播,全球观众看到的结果当然是轻柔的羽毛
和沉重的铁锤同时落到月球表面。
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三 . 自由落体运动
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2.伽利略的观点
1. 16世纪,意大利的 科学家伽利略用假设的方法 巧妙地推翻了这种观点。
2. 实验:在比萨斜塔 用实验证明了这种观点(?)
1590年,传说伽利略在 比萨斜塔上做了“两个铁球 同时落地”的著名实验,从 此推翻了亚里斯多德“物体 下落速度和重量成比例”的 学说,纠正了这个持续了 1900年之久的错误结论。
23006’ 30033’ 31012’ 35043’ 39056’ 40040’ 55045’
900
重力加速度 9.780 9.788 9.794 9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832
特点:g随纬度的升高而增大;赤道处最小,两极最大 12
随 海 拔 高 度 升 高 , 重 力 加 速 度 减 小
H = gt2
……①
……②
解①、②两式得:t=4s H=80m
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四. 实际应用(二)
测反应
做
时间
一
做
测
h
1 2
gt 2
定
反 应
t 2h
时
g
间
人从发现情况到做出反应所需的时间叫反应时间
1.思考一下,测定反应时间的原理是什么?
原理: 人的反应时间等于直尺下落的时间
2.如何操作,需要读哪些数据?
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一样快!
3
3.爱因斯坦评价:
伽利略的发现以及他所应 用的科学的推理方法,是人类 思想史上最伟大的成就之一, 而且标志着物理学的真正开端
——爱因斯坦
真正的物理学开始了……
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二. 探究影响落体运动快慢因素
实验1:
将一粉笔头和一张展开的纸片从同一高度自由下落
实验2:
把一张纸片捏成纸团,将纸团和一张展开的纸片从 同一高度自由下落
所以 h1g2 t1 9 .8 m /s2 (2 s)2 1.6 9 m 22
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四. 实际应用(一)--测高度
【例2】从某一高塔自由落下一石子,落地前最后一 秒下落的高度为塔高的7/16,求塔高?
分析:石子的下落可以近似看作自由落体运动,
因此可以自由落体运动的规律来求解本问题
解法一:设石下落的总时间为t,塔高为H, 则下落距离为塔高的9/16时经过时间(t-1), 根据自由落体运动的位移公式:
四. 实际应用(三)--测曝光时
间
有一种“傻瓜”照相机,其光圈
(进光孔径)随被拍摄物体的亮度自动
A
调节,而快门(曝光时间)是固定不变
的。为估测该照相机的曝光时间,实验
B
者从某砖墙前的高处使一个石子自由落
下,拍摄石子在空中的照片如图所示。
由于石子的运动,它在照片上留下了一