高中物理 2.1 探究自由落體運動 6課件 粵教版必修1.ppt

1探究自由落體運動 第二章探究勻變速直線運動規(guī)律 研究各種勻變速直線運動 包括自由落體運動及一般勻變速直線運動 本節(jié)課內容 探究自由落體運動 了解研究方法及其結論 復習及回顧 機械運動 參考系 物體僅發(fā)生位置的變化 假設不動物體的系統(tǒng) 默認為大地 時刻與時間 時刻對應于一瞬間 時間是時刻之差 路程與位移 位置對應于坐標軸上的一個點 位移對應于一個有向線段 路程對應于軌跡長 其它重要概念 速度 加速度 勻速直線運動的s t v t圖象 勻變速直線運動的v t圖象 落體運動的思考 落體運動 演示 粉筆頭的下落 問 什么運動 從軌跡分 物體下落的快慢與什么因素有關 亞里士多德 重物下落快 伽利略的推論 推論 p26 推論 p26 比薩斜塔 伽利略 伽利略 假設 重的物體下落得快 v12 v1 v1 v2 v12 v1 亞里士多德 伽利略 vs 伽俐略對落體現(xiàn)象進行了研究后 得出結論 物體下落過程的運動情況與物體的質量無關 實驗探究 器材 兩枚硬幣 兩張與硬幣表面面積相同的紙片 實驗 將一枚硬幣和一張展開的紙片從同一高度自由下落 填寫p26 實驗 把一張紙片捏成紙團 將紙團和一張展開的紙片從同一高度自由下落 填寫p27 實驗 將一枚硬幣和一枚表面貼有紙片的硬幣從同一高度自由落下 填寫p27 注意 此實驗的器材亦可將器材改換為同樣紙質的三張紙 實驗過程自己思考 觀察與思考 實驗探究結論 物體下落過程中的運動情況與物體的質量無關 思考 為什么在現(xiàn)實生活中 石頭明顯比樹葉下落的快 演示實驗 羽毛和金屬片在有空氣的玻璃管中同時下落 誰快 金屬片 演示實驗 抽去玻璃管中的空氣 羽毛和金屬片同時下落 誰快 一樣快 問題 影響羽毛和金屬片下落快慢的原因是 記錄自由落體運動軌跡 自由落體運動定義 把物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動 物體作自由落體運動的條件 自由落體運動只在沒有空氣的空間里才能發(fā)生 在有空氣的空間里 如果空氣阻力遠遠小于重力 則可近似看作自由落體運動 自由落體運動的軌跡 實驗器材 打點計時器 鐵架臺 重錘 紙帶 電源 實驗步驟 略 紙帶示意圖 實驗探究 分析紙帶 探索物體自由下落的規(guī)律 提示 自己用打點計時器所打的紙帶 第一點和第二點之間的距離為 mm者為好 練習和分析 下圖所示的實例用打點計時器記錄的一個重錘自由下落時的一段紙帶 已知紙帶上左端的第一個點是開始運動的起點 每兩個點間的時間間隔t 0 02s 經(jīng)測量得到下面表格內的以下數(shù)據(jù) 請?zhí)钔晗旅娴谋砀?0 02 0 04 0 06 0 08 0 10 500 488 487 484 485 10 19 5 29 2 38 8 48 5 cm s2 s t2的單位 cm s2 cm s2 cm s2 cm s2 根據(jù)單位猜猜看 這是什么物理量 說明 取點不同時 時間和位移不同 但是s t2仍接近常數(shù) 猜想 猜想1 s t v 因此s t應為平均速度 猜想2 s t2從單位cm s2 m s2 來看 應為加速度 因此猜測自由落體運動中應為加速度不變 即自由落體運動為勻變速直線運動 速度公式 位移公式呢 如何通過紙帶分析來得到自由落體運動的規(guī)律呢 p28練習1 4 l 物體的形狀 大小對自由落體運動沒有任何影 例如石塊在下落時就可以看作自由落體運動 大石塊和小石塊下落時的運動情況是一樣的 2 因為所有物體的自由落體運動都是一樣 所以在落地之前 a b兩個小球在下落相同時間內的速度 加速度 位移都完全相同 1 由于在相同的時間里 小球的位移不同 可見小球做變速度直線運動 故做自由落體運動的小球具有加速度 2 略 讓學生經(jīng)歷用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的過程十分必要 3 根據(jù)圖象我們可以猜測自由落體運動是初速度為零 加速度幾乎不變的變速運動 4 石塊從三樓陽臺外落到地面時的速度為v 從五樓陽臺外落到地面時的速度為v 顯然v v 兩塊石塊中 后落地石塊完成相同細線長度的位移所用時間也就不同 t大于t 練習pa41 1 2 3 5 7 8 9 11 12 13 16 復習 勻變速直線運動的圖象 v m s 1 0 t s v0 vt t t vt 位移可用v t圖象與坐標軸所謂的面積計算 即圖中 三角形 面積等于位移 由三角形面積公式可得 位移公式 平均速度公式 vt t t vt 代入公式vt at 得 位移公式 t 2 自由落體運動的平均速度公式 重力加速度 前面計算中出現(xiàn)的s t2在實驗誤差范圍內可視為恒量 從單位可推測該恒量是 加速度 回顧 自由落體運動 只受重力 靜止開始 重力加速度 符號 g g 9 8m s2 重力加速度g是矢量 方向豎直向下 其數(shù)值在地球上不同地點一般是不同的 要求不是太高時可以取g 9 8m s2 有時甚至可取g 10m s2 自由落體運動規(guī)律 自由落體運動的 速度公式 位移公式 例題 教材p24 例 屋檐上水滴下落的過程可以近似地看作是自由落體運動 假定水滴從10m高的屋檐上無初速滴落 水滴下落到地面時的速度大約是多大 解 由 得 水滴下落到地面時的速度 討論交流 教材p25 在現(xiàn)實中 雨滴大約在1 5km左右的高空形成并開始下落 計算一下 若該雨滴做自由落體運動 到達