2.5《自由落體運(yùn)動(dòng)》課件(新人教版必修1)(實(shí)用01) [修復(fù)的]

1、第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究2 2. .5 5 自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)新課標(biāo)人教版高中物理新課標(biāo)人教版高中物理必修一必修一 生活生活中，物體下落的運(yùn)動(dòng)是一種常見的中，物體下落的運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。物體下落有快有慢，你知道是為什么嗎？物體下落有快有慢，你知道是為什么嗎？雨滴的下落雨滴的下落蘋果的下落蘋果的下落傘兵的下落傘兵的下落新課引入新課引入重量大的粉筆和輕薄紙片誰下落得快重量大的粉筆和輕薄紙片誰下落得快? ? 重量大的粉筆，下落的快重量大的粉筆，下落的快半張紙團(tuán)成的紙團(tuán)與一張紙呢？半張紙團(tuán)成的紙團(tuán)與一張紙呢？ 質(zhì)量小的紙團(tuán)，下落的快質(zhì)量小的紙團(tuán)，下落的快探究探

2、究1 1：什么因素影響物體下落的快慢呢？：什么因素影響物體下落的快慢呢？實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 結(jié)論結(jié)論: :在沒有空氣阻力的情況下，物體下落在沒有空氣阻力的情況下，物體下落的快慢相同。的快慢相同。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 探究探究2 2：牛頓管實(shí)驗(yàn)：牛頓管實(shí)驗(yàn)：無：無空氣影響時(shí)，物體空氣影響時(shí)，物體下落的下落的快慢快慢有什么特點(diǎn)有什么特點(diǎn)？1 1、定義、定義：物體物體只只在重力作用在重力作用下下從從靜止靜止開始開始下下落的運(yùn)動(dòng)。落的運(yùn)動(dòng)。一、一、自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)注意：注意：如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略如果空氣阻力的作用比較小，可以忽略，物體的物體的下下落也落也可以近似

3、看作自由落體運(yùn)動(dòng)可以近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。思考：自由落體運(yùn)動(dòng)一種怎樣思考：自由落體運(yùn)動(dòng)一種怎樣的的運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)？2 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：只受重力只受重力 初速度為初速度為v0=0 運(yùn)動(dòng)軌跡為直線運(yùn)動(dòng)軌跡為直線探究探究3 3：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶紙帶夾子夾子重物重物v1v3v4v5v6v2實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究A(0cm)B(0.8cm)C(3.2cm)D(7.1cm)E(12.5cm)F(19.6cm)G(28.3cm)位置位置ABCDEFG時(shí)間時(shí)間t/s00.040.08 0.12 0.16 0.20 0.24速度速度v/（

4、m/s）/0.400.79 1.16 1.56 1.98/數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理vt數(shù)據(jù)處理：列表描點(diǎn)數(shù)據(jù)處理：列表描點(diǎn)0 4 8 12 16 20 240.40.81.21.62.02.4t/102sv/(m.s-1)BCDEF描點(diǎn)作圖描點(diǎn)作圖 思考：通過圖象，我們得到自由落體運(yùn)動(dòng)思考：通過圖象，我們得到自由落體運(yùn)動(dòng)具有怎樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？具有怎樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？2 2、自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)基本基本公式公式勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)二二、自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)律2021attvx axvv2202 atvv 01 1、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初

5、速度為是初速度為0 0，加，加速度為速度為g g的的勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)v0=0,a=g,x=h3 3、自、自由落體運(yùn)動(dòng)由落體運(yùn)動(dòng)加速度（重力加速度加速度（重力加速度g g）二二、自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)律大小大?。?g=9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)，粗略計(jì)算時(shí)g=10m/s2注意注意：沒有特別說明，都按：沒有特別說明，都按g =9.8m/s2進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算方向：方向：豎直向下豎直向下觀察下表，你從表格中發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？你能解釋觀察下表，你從表格中發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？你能解釋這個(gè)規(guī)律嗎？這個(gè)規(guī)律嗎？地球上不同地方重力加速度的值大小不一樣，一地球上不同地方重力加速度的值大小不一樣，一般

6、隨著緯度的般隨著緯度的增大而增大而增大，赤道處重力加速度增大，赤道處重力加速度g g值值較小，兩極較小，兩極g g值值較大。較大。例1、為了測(cè)出井口到水面的距離，讓一個(gè)小石塊從井口自由下落，經(jīng)過2.5s后聽到石塊擊水的聲音，估算井口到水面的距離。221gth 解：以豎直向下為正方向，設(shè)井口到水面的距離為解：以豎直向下為正方向，設(shè)井口到水面的距離為h。mssm6 .30)5 . 2(/8 . 92122考慮到聲音在空氣中傳播需用一定的時(shí)間，估算結(jié)果偏大還是偏小？考慮到聲音在空氣中傳播需用一定的時(shí)間，估算結(jié)果偏大還是偏??？例2、屋檐上每隔相同的時(shí)間間隔滴下一滴水，當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí)，第1滴正好達(dá)到

7、地面，而第3滴與第2滴分別位于高為1m的窗戶的上、下沿，如圖所示。求：（1）此屋檐離地面多高？（2）滴水的時(shí)間間隔是多少？（g取10 ）ssghtgth8 . 0102 . 322,212得由解：可以解：可以將這五滴水的運(yùn)動(dòng)等效地視為一滴水下落將這五滴水的運(yùn)動(dòng)等效地視為一滴水下落，并將這一滴水的運(yùn)動(dòng)全過程分成并將這一滴水的運(yùn)動(dòng)全過程分成4個(gè)相等的時(shí)間間隔，個(gè)相等的時(shí)間間隔，如圖中相鄰的兩滴水間的距離分別對(duì)應(yīng)著各個(gè)相等時(shí)如圖中相鄰的兩滴水間的距離分別對(duì)應(yīng)著各個(gè)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移，它們滿足比例關(guān)系：間間隔內(nèi)的位移，它們滿足比例關(guān)系：1：3：5：7.設(shè)設(shè)相鄰的水滴之間的距離自上而下依次為相鄰的水滴

8、之間的距離自上而下依次為x ,3x ,5x ,7x ,則窗戶高為則窗戶高為5x ，依題意有，依題意有5x=1,則則x=0.2 m.54321屋檐高度屋檐高度 h=x+3x+5x+7x=16x=3.2 m所以，滴水的時(shí)間間隔所以，滴水的時(shí)間間隔t=t/4=0.2s2/m s豎直上拋運(yùn)動(dòng)定義：物體以一定的初速度豎直向上拋出的運(yùn)定義：物體以一定的初速度豎直向上拋出的運(yùn)動(dòng)叫豎直上拋運(yùn)動(dòng)動(dòng)叫豎直上拋運(yùn)動(dòng)特征：特征：（1）具有豎直向上的初速度；（）具有豎直向上的初速度；（2）忽）忽略空氣阻力后，物體只受重力作用，加速度恒略空氣阻力后，物體只受重力作用，加速度恒為重力加速度為重力加速度g。且上升階段為。且上

9、升階段為勻減速直線運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)，下落階段為，下落階段為自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)。豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升過程與下落過程具有上升過程與下落過程具有對(duì)稱性對(duì)稱性。有關(guān)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的計(jì)算202mHvg 能上升的最大高度：能上升的最大高度：上升到最大高度所需時(shí)間：上升到最大高度所需時(shí)間：下落過程是上升過程的下落過程是上升過程的逆過程逆過程。質(zhì)點(diǎn)在通過同一位置時(shí)，上升速度與下落速度質(zhì)點(diǎn)在通過同一位置時(shí)，上升速度與下落速度大小相等，方大小相等，方 向相反。向相反。物體在通過同一高度過程中，上升時(shí)間與下落時(shí)間物體在通過同一高度過程中，上升時(shí)間與下落時(shí)間相

10、等相等。0tvg例3、某人站在高樓的平臺(tái)邊緣，以20m/s的速度豎直向上拋出一石子，求拋出后石子經(jīng)過離拋出點(diǎn)15m處所需的時(shí)間（不計(jì)阻力，g=10m/s2）代入得：，將時(shí)間公式由位移mhgttvh152120215205tt解：以豎直向上為正方向，考慮到位移、速度、加速度都是矢量。解：以豎直向上為正方向，考慮到位移、速度、加速度都是矢量。尤其注意到位移可以是尤其注意到位移可以是15m，也可能是，也可能是-15m。解得：t1=1s ,t2=3s，這是上升和下降兩次經(jīng)過15m處所需要的時(shí)間。再將h=-15m代入，得215205tt，無意義。處所需的時(shí)間，通過拋出點(diǎn)以下是石子顯然解得0415),(7

11、2),(72343tmtstst綜上，石子經(jīng)過離拋出點(diǎn)15m處所需的時(shí)間可能是1s，3s, s721 1、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落、定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。一、自由落體運(yùn)動(dòng)一、自由落體運(yùn)動(dòng)2 2、條件：初速度為零、條件：初速度為零 只受重力的作用只受重力的作用直線運(yùn)動(dòng)特征加速?勻勻加速?運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)軌跡探究：自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 頻閃時(shí)間間隔為頻閃時(shí)間間隔為1/60 s1/60 s 0 2 3 4 5 6ABCDx1x2x3x1=0.80cmx2=1.07cm x3=1.34cmx =x2-x1=1.07cm-0

12、.80cmx3-x2=1.34cm-1.07cm=0.27cm 在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差是個(gè)恒量1(3)性質(zhì)性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。速直線運(yùn)動(dòng)。（4）自由落體加速度）自由落體加速度在同一地點(diǎn)，一切物體的自由落體運(yùn)動(dòng)加速度都相同。在同一地點(diǎn)，一切物體的自由落體運(yùn)動(dòng)加速度都相同。這個(gè)加速度就叫做這個(gè)加速度就叫做自由落體加速度自由落體加速度，也叫，也叫重力加速度重力加速度，通常用通常用g來表示。來表示。重力加速度重力加速度g(自由落體加速度自由落體加速度)a方向總是方向總是豎直向下豎直向下的。的。b大小：大?。篻=9.8

13、m/s2 ，粗略計(jì)算可用，粗略計(jì)算可用g=10m/s2cg隨緯度的增加而增大隨緯度的增加而增大 （赤道（赤道g最小，兩極最小，兩極g最大最大) g隨高度的增加而減小。隨高度的增加而減小。 測(cè)定重力加速度測(cè)定重力加速度g的方法：的方法：(5)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(6)自由落體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用測(cè)反應(yīng)測(cè)反應(yīng)時(shí)間時(shí)間212hgt2htg人從發(fā)現(xiàn)情況到做人從發(fā)現(xiàn)情況到做出反應(yīng)所需的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間出反應(yīng)所需的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間 1 1、射擊時(shí)，火藥在槍筒中燃燒。燃?xì)馀蛎?，、射擊時(shí)，火藥在槍筒中燃燒。燃?xì)馀蛎?，推?dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。如果把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。如果把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看做勻加

14、速直線運(yùn)動(dòng)，已知子彈的加速度是看做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知子彈的加速度是a，槍，槍筒長筒長x, ,求子彈射出槍口時(shí)的速度。求子彈射出槍口時(shí)的速度。221atx atv 思路分析思路分析t課前練習(xí)課前練習(xí)2021attvx atvv 0avvt0 200021 avvaavvvxaxvv2202 一、推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式一、推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式 1 1、射擊時(shí)，火藥在槍筒中燃燒。燃?xì)馀蛎洠?、射擊時(shí)，火藥在槍筒中燃燒。燃?xì)馀蛎洠苿?dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。如果把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)彈頭加速運(yùn)動(dòng)。如果把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知子彈的加速度是看做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

15、，已知子彈的加速度是a，槍，槍筒長筒長x, ,求子彈射出槍口時(shí)的速度。求子彈射出槍口時(shí)的速度。課前練習(xí)課前練習(xí)axvv2202 202vaxv 2021attvx atvv 0axvv2202 二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的三個(gè)基本公式二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的三個(gè)基本公式 速度公式速度公式 ：位移公式位移公式 ：速度位移公式速度位移公式 ： 提問提問: :三個(gè)基本公式包含多少個(gè)物理量三個(gè)基本公式包含多少個(gè)物理量? ?若要求出其若要求出其中一個(gè)物理量，則必須知道幾個(gè)物理量？中一個(gè)物理量，則必須知道幾個(gè)物理量？知三求二知三求二txavv，0解解 例題例題1：某飛機(jī)著陸時(shí)的速度是某飛機(jī)著陸時(shí)的速度是216km/h

16、，隨，隨后勻減速滑行，加速度的大小是后勻減速滑行，加速度的大小是2m/s2，機(jī)場(chǎng)的跑，機(jī)場(chǎng)的跑道至少要多長才能使飛機(jī)安全地停下來？道至少要多長才能使飛機(jī)安全地停下來？注意加速度的方向注意加速度的方向與初速度方向相反與初速度方向相反末速度為末速度為0一般選初速度方一般選初速度方向?yàn)檎较蛳驗(yàn)檎较虻玫糜捎蒩xvv2202 msmsmavvx900/22/6002222202 xo典例精析典例精析 例題例題2：在平直公路上，一汽車的速度為在平直公路上，一汽車的速度為15m/s，從某時(shí)刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以，從某時(shí)刻開始剎車，在阻力作用下，汽車以2m/s2的加速度運(yùn)動(dòng)，問剎車后的加速度運(yùn)動(dòng)

17、，問剎車后10s末車離開始剎車末車離開始剎車點(diǎn)多遠(yuǎn)點(diǎn)多遠(yuǎn)? ?mattvx5010)2(21101521220剎車后多剎車后多長時(shí)間停長時(shí)間停下？下？000 1527.5ttvvatvvtsats20212115 7.5( 2) 7.5256.25xv tatm 對(duì)嗎對(duì)嗎? ?錯(cuò)解錯(cuò)解典例精析典例精析分析：分析： 末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)可以看做是初速末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)可以看做是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的逆過程度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的逆過程-逆向思維法逆向思維法 這樣按初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來處理將更這樣按初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來處理將更為簡捷。為簡捷。 1、火車剎車后火車剎車

18、后5s停下來，設(shè)火車勻減速運(yùn)動(dòng)停下來，設(shè)火車勻減速運(yùn)動(dòng)的最后的最后1s內(nèi)的位移是內(nèi)的位移是2m，求剎車過程中的位移，求剎車過程中的位移? ?方法探究方法探究2222112121atxatx 聯(lián)立解得聯(lián)立解得x2=50m三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的二個(gè)重要推論三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的二個(gè)重要推論 推論推論 1、平均速度：平均速度：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，某做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，某一段時(shí)間一段時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，還等于這段時(shí)間初末速度矢量平均值的瞬時(shí)速度，還等于這段時(shí)間初末速度矢量平均值推論推論 2、逐差相等：逐差相等：在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔間隔t內(nèi)，位移之差是一個(gè)常量，即內(nèi)，位移之差是一個(gè)常量，即: :212312.atxxxxxxxnn 202vvvvt 1、一個(gè)滑雪的人，從一個(gè)滑雪的人，從85m長的山坡上勻變速長的山坡上勻變速滑下，初速度是滑下，初速度是1.8m/s，末速度是，末速度是5.0m/s，他通過，他通過這段山坡需要多長時(shí)間？這段山坡需要多長時(shí)間？ssvvxttvvx250 . 58 . 18522)(21