對自由落體運(yùn)動的研究-OK課件

1、1.7 對自由落體運(yùn)動的研究上一頁下一頁目 錄退 出11.7 對自由落體運(yùn)動的研究上一頁下一頁目 錄退 出1直升飛機(jī)停在空中飛行員跳下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)打不開傘包如不考慮空氣阻力他做什么運(yùn)動？ 又有何后果？ 思 考上一頁下一頁退 出目 錄2直升飛機(jī)停在空中飛行員跳下飛機(jī)后發(fā)現(xiàn)打不開傘包如不考慮空氣飛行員打不開傘包的后果上一頁下一頁退 出目 錄3飛行員打不開傘包的后果上一頁下一頁退 出目 錄3物體下落的運(yùn)動是一種常見的運(yùn)動。雨滴的下落蘋果的下落傘兵的下落4物體下落的運(yùn)動是一種常見的運(yùn)動。雨滴的下落蘋果的下落傘兵的下歷史的回顧亞里士多德通過對大量的物體自由下落的觀察，直接得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落的

2、快，即“重快輕慢”。由于他在學(xué)術(shù)界的崇高地位，且該結(jié)論符合生活經(jīng)驗(yàn)，這種論斷流傳了近2000年。 5歷史的回顧亞里士多德通過對大量的物體自由下落的觀察，直接得出 重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。這個(gè)觀點(diǎn)是否正確呢？ 演示1在同一高度同時(shí)釋放一支粉筆頭（或一枚硬幣）和一張紙片，請觀察物體是否同時(shí)落地。 演示2把紙片揉成紙團(tuán)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，請觀察物體是否同時(shí)落地。 為什么有時(shí)重的物體下落得快，有時(shí)輕重不同的物體下落得快慢幾乎一樣？ 一、問題提出上一頁下一頁退 出目 錄6 重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。這個(gè)觀點(diǎn) 結(jié)論：輕重不同的物體下落得快慢不同，主要是由于空氣阻力不同造成的，與物體的輕重

3、無關(guān)。 錢毛管實(shí)驗(yàn) 把硬幣和羽毛放在一個(gè)玻璃管的底部，將其倒豎起來，我們會看到什么？ 若抽去管里的空氣，然后在把它倒豎起來，我們又將看到什么?上一頁下一頁退 出目 錄重的物體比輕的物體下落的快輕重物體下落一樣快7 結(jié)論：輕重不同的物體下落得快慢不同，主要是 如果物體下落時(shí)所受空氣阻力與重力相比，可以忽略不計(jì)，那么也可以看成是自由落體運(yùn)動。模擬比薩斜塔8 如果物體下落時(shí)所受空氣阻力與重力相比，可以忽略 阿波羅登月實(shí)驗(yàn) 1971年，阿波羅15號飛船登上無大氣的月球后，宇航員特地做了使羽毛和重錘從同一高度同時(shí)釋放的實(shí)驗(yàn)，無數(shù)觀眾從熒屏上看到，它們并排下落，同時(shí)落到月球表面。上一頁下一頁退 出目 錄9

4、 阿波羅登月實(shí)驗(yàn) 1971年，阿波羅15物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動 2.條件： (1)只受重力(而不受其他任何力，包括空氣阻力)（空氣阻力G，F(xiàn)合=G）(2)V0=0實(shí)際上，如果空氣阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不計(jì)，物體的下落也可以看做自由落體運(yùn)動注意自由落體運(yùn)動 到底是一種怎樣的運(yùn)動呢？1.定義： 二、自由落體運(yùn)動上一頁下一頁退 出目 錄10物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動 2邏輯的力量=4m/s=8m/s4m/s 8m/s伽利略利用歸謬法否定了亞里士多德的觀點(diǎn)伽利略對自由落體運(yùn)動的研究上一頁下一頁退 出目 錄11邏輯的力量=4m/

5、s=8m/s4m/s 8（提出問題）：既然物體自由下落跟質(zhì)量無關(guān)，那么它到底遵循什么樣的規(guī)律呢？伽利略用推論否定了亞里士多德的觀點(diǎn)后，就開始研究落體運(yùn)動的性質(zhì)。12（提出問題）：12伽利略的探索之路（知識=觀察+實(shí)驗(yàn)+思考）大膽的猜測：下落物體的速度是隨時(shí)間均勻增加的，即則：測瞬時(shí)速度V與時(shí)間t成正比 13伽利略的探索之路（知識=觀察+實(shí)驗(yàn)+思考）大膽的猜測：下落物困難一 瞬時(shí)速度無法準(zhǔn)確測量為了解決測量瞬時(shí)速度的困難，伽利略尋求間接驗(yàn)證的途徑（思維的作用） 則：測下落的高度與時(shí)間t2成正比 知識觀察實(shí)驗(yàn)思考14困難一 瞬時(shí)速度無法準(zhǔn)確測量為了解決測量瞬時(shí)速度的沖淡重力困難二 物體下落很快，很

6、難測定不同位移的時(shí)間（思維）為了減緩物體下落速度，伽利略設(shè)計(jì)了著名的“沖淡重力”的斜面實(shí)驗(yàn)。 15沖淡重力困難二 物體下落很快，很難測定不同位移的時(shí)間15實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手稿中記錄的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表示為： 伽利略發(fā)現(xiàn)，斜面的傾角不同，上述比例關(guān)系同樣成立，只是這個(gè)常數(shù)的隨著的增大而增大。知識觀察實(shí)驗(yàn)思考時(shí)間單位12345678距離單位3213029852682411921600210416實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ：伽利略用銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，伽利略手合理外推 困難三、伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說明落體運(yùn)動也符合這個(gè)規(guī)律？合理外推：隨著的增大， 的數(shù)

7、值在增大。當(dāng)=900時(shí)，即物體豎直下落時(shí)，這個(gè)關(guān)系也應(yīng)該成立，這時(shí)的數(shù)值最大。17合理外推 困難三、伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說明落體運(yùn)動伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說明落體運(yùn)動也符合這個(gè)規(guī)律？合理外推：隨著傾角的增大，直到=900時(shí)，即物體豎直下落時(shí)，伽利略的假設(shè)成立。上一頁下一頁退 出目 錄合理外推18伽利略用斜面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了后，怎樣說明落體運(yùn)動也符合這個(gè)規(guī)律？上三、重力加速度 在同一地點(diǎn)，一切物體在做自由落體運(yùn)動中的加速度都相同，這個(gè)加速度叫重力加速度，用g 表示。 在地球上不同地點(diǎn)，g 的值略有不同。離地心越遠(yuǎn)g越小 在地球表面或表面附近，隨著緯度增大，g增大；隨著高度增加，g減小

8、。 在通常的計(jì)算中，取 g = 9.8 m/s 2。重力加速度方向總是豎直向下。上一頁下一頁退 出目 錄19三、重力加速度 在同一地點(diǎn)，一切物體在做自由超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化的儀器設(shè)備可以對落體運(yùn)動精確地“計(jì)時(shí)”、“定位”，直接研究落體運(yùn)動的性質(zhì)?，F(xiàn)代研究落體運(yùn)動的方法 ：1、“自由落體頻閃照片”求加速度2 、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究紙帶求出加速度3、其它方法（測速計(jì)等）20超越伽利略 現(xiàn)在我們不必用斜面來“沖淡重力”，采用現(xiàn)代化的儀赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北極：g=9.832m/s2隨緯度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m

9、/s221赤道：北京：北極：隨緯度升高，重力加速度增大。莫斯科：21四、自由落體運(yùn)動的公式a gx h 自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，所以，勻變速直線運(yùn)動的所有公式都適用于自由落體運(yùn)動。上一頁下一頁退 出目 錄規(guī)律：速度規(guī)律位移規(guī)律22四、自由落體運(yùn)動的公式a gx h 自 【例1】雨滴通常從 1 500 m 左右的高度落下，如果沒有空氣阻力，問經(jīng)過多長時(shí)間落到地面？它落到地面時(shí)的速度是多少？ 雨滴落地時(shí)的速度為 解：如果沒有空氣阻力，雨滴下落的運(yùn)動可以看成自由落體運(yùn)動，由公式 得 討論：實(shí)際上雨滴落到地面的速度不超過8 m/s，說明物體從很高的地方下落時(shí)，空氣阻力是不可忽略的，有

10、時(shí)空氣阻力可以大到等于物體的重力。上一頁下一頁退 出目 錄23 【例1】雨滴通常從 1 500 m 左右的高 【例2】如圖所示，一個(gè)小鋼球做自由落體運(yùn)動。測得小鋼球經(jīng)過 A點(diǎn)時(shí)的速度是 2.42 m/s，經(jīng)過 B 點(diǎn)時(shí)的速度是 4.64 m/s， 所用時(shí)間是0. 226 s，求此地的重力加速度和AB 間的距離。 解：因?yàn)樽杂陕潴w是勻加速直線運(yùn)動，所以AB上一頁下一頁退 出目 錄24 【例2】如圖所示，一個(gè)小鋼球做自由落體運(yùn)動。 1. 在某地讓一個(gè)小球從 17.7 m 高的地方自由下落，測得小球下落到地面處所用的時(shí)間是1.9 s，求此地的重力加速度和1.9 s 末的速度。 小球在1.9 s 末的

11、速度為 解：由公式 得 練 習(xí)上一頁下一頁退 出目 錄25 1. 在某地讓一個(gè)小球從 17.7 m 高上一頁下一頁退 出目 錄伽利略的驗(yàn)證從靜止開始在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過的各段距離之比為1 : 3 : 5 : 7 從靜止開始到每個(gè)相等的時(shí)間末運(yùn)動的距離之比為1 : 4 : 9 : 16 T 2T 3T 4T26上一頁下一頁退 出目 錄伽利略的驗(yàn)證從靜止開始在連續(xù)相等 2. 一個(gè)物體從 19.6 m 高的地方自由下落，問經(jīng)過多長時(shí)間落到地面？它落到地面時(shí)的速度是多少？ 物體落地時(shí)的速度為 解：由公式 得上一頁下一頁退 出目 錄27 2. 一個(gè)物體從 19.6 m 高的地方自小結(jié)物體 只在重力作用下 從 靜止 開始下落的運(yùn)動一、定義:三、性質(zhì)：自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動四、加速度(重力加速度)方向: .豎直向下大小:g =9.8m/s2或g =10m/s2緯度越高 g 值越大二、特點(diǎn)：只受重力V0=0上一頁下一頁退 出目 錄g