自由落體運動 (新人教版必修1)

1、第五節(jié)自由落體運動第五節(jié)自由落體運動學習目標：學習目標：1.知道自由落體運動的實質(zhì)、特點，知道自由落體運動的實質(zhì)、特點，掌握自由落體運動的規(guī)律，并能利用規(guī)律解決一掌握自由落體運動的規(guī)律，并能利用規(guī)律解決一些實際問題些實際問題2知道自由落體運動的加速度知道自由落體運動的加速度,知道它的方向，知道它的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同重點難點：自由落體運動的特點、規(guī)律及其應(yīng)用重點難點：自由落體運動的特點、規(guī)律及其應(yīng)用.新知初探自主學習新知初探自主學習一、自由落體運動一、自由落體運動自主探究自主探究(1)在空氣中，金屬片和羽毛同時由靜止開始在空氣中

2、，金屬片和羽毛同時由靜止開始下落，下落，_下落的快，原因是空氣阻力下落的快，原因是空氣阻力對它的影響比較對它的影響比較_；在真空中，金屬片和；在真空中，金屬片和羽毛下落的快慢羽毛下落的快慢_金屬片金屬片小小相同相同(2)如圖如圖251是用打點計時器研究自由落體是用打點計時器研究自由落體運動的規(guī)律時畫出的運動的規(guī)律時畫出的vt圖象圖象由圖象判定自由落體運動是初速度為由圖象判定自由落體運動是初速度為_的的_直線運動，加速度大小為直線運動，加速度大小為_m/s2，方，方向為向為_圖圖2510勻加速勻加速9.8豎直向下豎直向下成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)( (1) )定義：物體只在定義：物體只在_作用下從作用下從

3、_開始開始下落的運動下落的運動.( (2) )性質(zhì)：初速度為性質(zhì)：初速度為_的的_直線運動，加直線運動，加速度方向速度方向_.重力重力靜止靜止0勻加速勻加速豎直向下豎直向下二、自由落體加速度二、自由落體加速度(重力加速度重力加速度)自主探究自主探究(1)使用不同的物體做實驗，在同一地點使用不同的物體做實驗，在同一地點,測出測出的加速度的加速度_，說明自由落體加速度與物體，說明自由落體加速度與物體_關(guān)；在不同地點，測出的加速度關(guān)；在不同地點，測出的加速度_,說明說明自由落體加速度與地理位置有關(guān)自由落體加速度與地理位置有關(guān)(2)從課本第從課本第44頁中的表格可以看出：自由落頁中的表格可以看出：自由

4、落體加速度隨緯度的增大而體加速度隨緯度的增大而_相同相同無無不同不同增大增大成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)( (1) )一般的計算中，取一般的計算中，取g_，在粗，在粗略的計算中，取略的計算中，取g_.( (2) )同一地點同一地點g相同，不同地點相同，不同地點g不同；赤道上不同；赤道上的的g最最_，兩極上的，兩極上的g最最_.9.8 m/s210 m/s2小小大大三、自由落體運動公式三、自由落體運動公式寫出自由落體運動公式：寫出自由落體運動公式：(v00，ag，h表示下落的位移表示下落的位移)(1)速度公式：速度公式：_(2)位移公式：位移公式：_(3)速度位移公式：速度位移公式：_vgtv22gh要點探

5、究講練互動要點探究講練互動要點要點1對自由落體運動的理解對自由落體運動的理解1物體做自由落體運動的條件物體做自由落體運動的條件(1)初速度為零；初速度為零；(2)除重力之外不受其他力的作用除重力之外不受其他力的作用2自由落體運動是一種理想化模型自由落體運動是一種理想化模型這種模型忽略了次要因素這種模型忽略了次要因素空氣阻力，突出空氣阻力，突出了主要因素了主要因素重力在實際運動中，物體下重力在實際運動中，物體下落時由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體落時由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運動，只有當空氣阻力遠小于重力時，物體由運動，只有當空氣阻力遠小于重力時，物體由靜止的下落才可看做自由落體運

6、動，如在空氣靜止的下落才可看做自由落體運動，如在空氣中自由下落的石塊可看做自由落體運動，空氣中自由下落的石塊可看做自由落體運動，空氣中羽毛的下落不能看做自由落體運動中羽毛的下落不能看做自由落體運動3自由落體運動的實質(zhì)自由落體運動的實質(zhì)自由落體運動是初速度自由落體運動是初速度v00，加速度，加速度ag的的勻加速直線運動它只是勻變速直線運動的勻加速直線運動它只是勻變速直線運動的特例特例4自由落體加速度自由落體加速度重力加速度重力加速度(1)產(chǎn)生原因：由于地球上的物體受到地球的產(chǎn)生原因：由于地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的吸引力而產(chǎn)生的(2)大?。号c物體質(zhì)量無關(guān)，與地球上的位置及大?。号c物體質(zhì)量

7、無關(guān)，與地球上的位置及距地面的高度有關(guān)，在地球表面上，重力加速距地面的高度有關(guān)，在地球表面上，重力加速度隨緯度的增加而增大，在赤道處重力加速度度隨緯度的增加而增大，在赤道處重力加速度最小，在兩極處重力加速度最大最小，在兩極處重力加速度最大,但差別很小但差別很小在地面上的同一地點，隨高度的增加，重力加在地面上的同一地點，隨高度的增加，重力加速度減小，在一般的高度內(nèi)，可認為重力加速速度減小，在一般的高度內(nèi)，可認為重力加速度的大小不變在一般的計算中，可以取度的大小不變在一般的計算中，可以取g9.8 m/s2或或g10 m/s2.(3)方向：豎直向下由于地球是一個球體，所方向：豎直向下由于地球是一個球

8、體，所以各處的重力加速度的方向是不同的以各處的重力加速度的方向是不同的 關(guān)于自由落體運動，以下說法正確的關(guān)于自由落體運動，以下說法正確的是是()A質(zhì)量大的物體自由下落時下落的快質(zhì)量大的物體自由下落時下落的快B從水平飛行的飛機上釋放的物體做自由落從水平飛行的飛機上釋放的物體做自由落體運動體運動C雨滴下落的過程是自由落體運動雨滴下落的過程是自由落體運動D從水龍頭上滴落的水滴的下落過程，可近從水龍頭上滴落的水滴的下落過程，可近似看成自由落體運動似看成自由落體運動例例1【精講精析精講精析】任何物體做自由落體運動下任何物體做自由落體運動下落的一樣快，落的一樣快，A錯；飛機上釋放的物體不是錯；飛機上釋放的

9、物體不是沿豎直方向下落，沿豎直方向下落，B錯；雨滴下落過程中，錯；雨滴下落過程中，所受空氣阻力不能忽略，所受空氣阻力不能忽略，C錯；水龍頭上滴錯；水龍頭上滴落的水滴受到的空氣阻力可忽略，落的水滴受到的空氣阻力可忽略，D正確正確【答案答案】D【名師點睛名師點睛】自由落體運動是人們由地面自由落體運動是人們由地面上自由下落的物體抽象出來的一種理想化模上自由下落的物體抽象出來的一種理想化模型它忽略了空氣阻力的影響，是一種初速型它忽略了空氣阻力的影響，是一種初速度為零的勻加速直線運動度為零的勻加速直線運動1關(guān)于自由落體運動的加速度關(guān)于自由落體運動的加速度g，下列說法，下列說法中正確的是中正確的是()A重

10、的物體重的物體g值大值大B同一地點，輕、重物體的同一地點，輕、重物體的g值一樣大值一樣大Cg值在地球上任何地方都一樣大值在地球上任何地方都一樣大Dg值在赤道處大于北極處值在赤道處大于北極處解析：選解析：選B.g值與物體輕重無關(guān)，故值與物體輕重無關(guān)，故A錯錯B對；對；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道處小值在地球上不同地方大小不同，在赤道處小于北極處，故于北極處，故C、D錯錯要點要點2自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用自由落體運動是初速度為零的勻加速直線自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動結(jié)合勻變速直線運動的規(guī)律，可得出運動結(jié)合勻變速直線運動的規(guī)律，可得出自由落體運動規(guī)律如下表自

11、由落體運動規(guī)律如下表.特別提醒：特別提醒：h表示物體下落的距離，并不是距表示物體下落的距離，并不是距地面的高度地面的高度 一物體從高為一物體從高為h處自由下落，經(jīng)過最處自由下落，經(jīng)過最后后196 m所用的時間是所用的時間是4 s，若空氣阻力可忽略，若空氣阻力可忽略不計，求物體下落的總時間不計，求物體下落的總時間t和下落的高度和下落的高度h.【思路分析思路分析】解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)題意解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)題意正確地選擇運動學公式正確地選擇運動學公式例例2【答案答案】7 s240.1 m2把一條鐵鏈自由下垂地懸掛在墻上，放把一條鐵鏈自由下垂地懸掛在墻上，放開后讓鐵鏈做自由落體運動，已知鐵鏈通開后讓

12、鐵鏈做自由落體運動，已知鐵鏈通過懸點下過懸點下3.2 m處的一點歷時處的一點歷時0.5 s，求鐵鏈，求鐵鏈的長度的長度(g取取10 m/s2)答案：答案：2.75 m熱點示例創(chuàng)新拓展熱點示例創(chuàng)新拓展測量重力加速度的方法測量重力加速度的方法 1打點計時器法打點計時器法圖圖2523滴水法滴水法如圖如圖253所示，讓水滴自水龍頭滴下，在所示，讓水滴自水龍頭滴下，在水龍頭正下方放一個盤，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水水龍頭正下方放一個盤，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴的滴下，并調(diào)節(jié)到使第一滴水碰到一滴一滴的滴下，并調(diào)節(jié)到使第一滴水碰到盤的瞬間，第二滴水正好從水龍頭口開始下盤的瞬間，第二滴水正好從水龍頭口開始下落，并且能依

13、次持續(xù)下去落，并且能依次持續(xù)下去圖圖253經(jīng)典案例經(jīng)典案例1用滴水法可以測定重力加速度用滴水法可以測定重力加速度的值，方法是：在自來水水龍頭下面固定一的值，方法是：在自來水水龍頭下面固定一塊擋板塊擋板A，使水一滴一滴連續(xù)地滴落到擋板，使水一滴一滴連續(xù)地滴落到擋板上，如圖上，如圖254所示，仔細調(diào)節(jié)水龍頭，所示，仔細調(diào)節(jié)水龍頭，使得耳朵剛好聽到前一個水滴滴在擋板上的使得耳朵剛好聽到前一個水滴滴在擋板上的聲音的同時，下一個水滴剛好開始下落聲音的同時，下一個水滴剛好開始下落圖圖254首先量出水龍頭口離擋板的高度首先量出水龍頭口離擋板的高度h，再用秒，再用秒表計時，計時方法是：當聽到某一水滴滴在表計時

14、，計時方法是：當聽到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，擋板上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，并數(shù)并數(shù)“1”，以后每聽到一聲水滴聲，依次數(shù)，以后每聽到一聲水滴聲，依次數(shù)“2,3”，一直數(shù)到，一直數(shù)到“n”時，按下秒表按鈕時，按下秒表按鈕停止計時，讀出秒表的示數(shù)為停止計時，讀出秒表的示數(shù)為t.(1)寫出用上述測量計算重力加速度寫出用上述測量計算重力加速度g的表達的表達式：式：g_；(2)為了減小誤差，改變?yōu)榱藴p小誤差，改變h的數(shù)值，測出多組的數(shù)值，測出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中數(shù)據(jù)，記錄在表格中(表中表中T是水滴從水龍頭是水滴從水龍頭口到口到A板所用的時間，即水滴在空中運動的板所用的時

15、間，即水滴在空中運動的時間時間)，請在圖，請在圖255所示的坐標紙上作出所示的坐標紙上作出適當?shù)膱D象，并利用圖象求出重力加速度適當?shù)膱D象，并利用圖象求出重力加速度g的值：的值：g_(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字).次數(shù)次數(shù)高度高度h/cm空中運動時間空中運動時間T/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.00 0.30650.120.32圖圖255圖圖256【思維總結(jié)思維總結(jié)】由于水滴下落的時間較短，由于水滴下落的時間較短，所以實驗時要測多滴水下落的時間，若用圖所以實驗時要測多滴水下落的時間，若用圖象法測量，則象法測量，則g值更準確值更準確