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文檔簡介
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自由落體運動必備知識自我檢測一、自由落體運動1.亞里士多德對落體運動的觀點:物體下落的快慢跟它的輕重有關(guān),重的物體下落得快。2.伽利略的邏輯推理和結(jié)論:假定一塊大石頭的下落速度為8,一塊小石頭的下落速度為4,當把兩塊石頭捆在一起時,大石頭會被小石頭拖著而變慢,整個物體的速度應該小于8。但是,把兩塊石頭捆在一起后,整個物體下落的速度應該比8大。這種相互矛盾的結(jié)論,說明亞里士多德“重的物體下落得快”的看法是錯誤的。3.自由落體運動的定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。必備知識自我檢測
二、自由落體加速度1.定義:在同一地點,一切物體自由下落的加速度都相同,這個加速度叫自由落體加速度,也叫作重力加速度,符號為g。2.方向:總是豎直向下。一般的計算中,g取9.8m/s2或
10m/s2。3.重力加速度與地球緯度的關(guān)系:地球上越靠近赤道的地方重力加速度越小,越靠近兩極的地方重力加速度越大。
三、自由落體運動的規(guī)律1.規(guī)律:初速度v0=0、加速度a=g的勻加速直線運動。2.基本公式:(1)速度公式v=gt。(2)位移公式x=gt2。(3)位移速度關(guān)系式v2=2gh。必備知識自我檢測1.正誤辨析(1)物體從靜止開始下落的運動就是自由落體運動。(
)(2)物體在真空中一定做自由落體運動。(
)(3)自由落體運動在1s內(nèi)速度增加約9.8m/s。(
)答案:×
解析:自由落體運動是從靜止開始、只在重力作用下的運動,自由落體運動必須同時滿足這兩個條件。答案:×
解析:如果物體在真空中運動的初速度不為零或運動中除受重力外還受其他力作用,物體在真空中的運動就不是自由落體運動。答案:√
解析:Δv=gΔt=9.8
m/s。必備知識自我檢測(4)在同一地點,輕重不同的物體的g值一樣大。(
)(5)自由落體運動是初速度為零,加速度為g的勻加速直線運動。(
)答案:√
解析:加速度的大小與物體的質(zhì)量無關(guān),同一地點加速度相同。答案:√
解析:只受重力且初速度為零的運動是自由落體運動。必備知識自我檢測2.下列運動中可視為自由落體運動的是(
)A.蘋果成熟后自由掉落
B.羽毛釋放后向下飄落C.乒乓球下拋后豎直落下 D.降落傘從空中緩緩降落答案:A
解析:蘋果成熟后自由下落,阻力可以忽略,初速度為零,僅受重力,可視為自由落體運動,A正確;羽毛下落過程中所受的阻力不能忽略,不能視為自由落體運動,B錯誤;乒乓球下拋后,初速度不為零,不能視為自由落體運動,C錯誤;降落傘從空中緩緩降落,阻力不能忽略,不能視為自由落體運動,D錯誤。問題一問題二問題三隨堂檢測對自由落體運動的理解情景探究如圖所示,有兩根長約為1m的玻璃管,內(nèi)裝羽毛和小金屬片,其中一根用抽氣機抽成真空。讓玻璃管豎直,觀察羽毛和小金屬片在兩根管中下落時的現(xiàn)象。(1)兩根管中物體下落的現(xiàn)象有什么不同?(2)實驗表明:只受重力作用時,物體下落快慢有什么規(guī)律?(3)空氣中的落體運動在什么條件下可看作自由落體運動?問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示(1)在有空氣的玻璃管中,金屬片比羽毛下落得快;在抽掉空氣的玻璃管中,金屬片和羽毛的下落快慢相同。(2)同一地點,從靜止開始下落,只受重力作用時,物體下落的快慢相同。(3)當空氣阻力遠小于重力時,空氣中物體由靜止開始的下落可看作自由落體運動。問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥1.物體做自由落體運動的條件(1)初速度為零。(2)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的運動模型在實際中物體下落時由于受空氣阻力的作用,物體并不是做自由落體運動,當空氣阻力比重力小得多,可以忽略時,物體的下落可以當作自由落體運動來處理。3.自由落體運動的實質(zhì)自由落體運動的實質(zhì)是初速度為零、加速度a=g的勻加速直線運動,它是勻變速直線運動的一個特例。問題一問題二問題三隨堂檢測4.自由落體加速度——重力加速度(1)產(chǎn)生原因:由于地球上的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。(2)大小:與地球上的位置及距地面的高度有關(guān)。(3)方向:豎直向下。問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例1(多選)下列關(guān)于自由落體運動的說法正確的是
(
)A.物體從靜止開始下落的運動叫自由落體運動B.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫作自由落體運動C.從靜止開始下落的小鋼球,因受空氣阻力作用,不能看成自由落體運動D.從靜止開始下落的小鋼球,所受空氣阻力對其運動的影響很小,可以忽略,可以看成自由落體運動答案:BD
解析:物體做自由落體運動的條件是(1)初速度為零;(2)除重力之外不受其他力的作用,所以A錯誤,B正確;在實際中,物體由靜止開始下落時,當空氣阻力遠小于重力時,物體的下落才能看作自由落體運動,所以C錯誤,D正確。問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法
1.自由落體運動的兩個條件,一是初速度v0=0,二是僅受重力作用,二者缺一不可。2.對自由落體運動條件不清,往往誤認為物體僅在重力作用下的運動就看作是自由落體運動或者是誤認為只要物體從靜止下落,物體就做自由落體運動。問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練1(多選)下列關(guān)于自由落體運動的說法,正確的是(
)A.在真空條件下,石頭將比紙片先落地B.自由落體運動是初速度為0、加速度大小為g、方向豎直向下的勻加速直線運動C.離地20m的高度,物體在赤道處自由落下所用的時間比在北極處自由落下所用的時間長D.隨著高度的增加,重力加速度大小不變答案:BC
解析:在真空條件下,石頭與紙片都做自由落體運動,它們下落的速度一樣快,A錯。由自由落體運動的條件知,B對。由于赤道附近的重力加速度小于地球兩極處的重力加速度,由h=gt2得下落同樣的高度,在赤道附近用時較長,C對。隨著高度的增加,重力加速度減小,D錯。問題一問題二問題三隨堂檢測自由落體運動的規(guī)律情景探究日常工作中,有時需要人們反應靈敏,對于戰(zhàn)士、駕駛員、運動員等更是如此。這里介紹一個簡單的方法,可以測量從發(fā)現(xiàn)情況到采取行動所用的時間。請一位同學用兩個手指捏住直尺的頂端(下圖所示),你用一只手在直尺下方做捏住直尺的準備,但手不能碰到直尺,記下這時手指在直尺上的位置。當看到那位同學放開直尺時,你立即捏住直尺。測出直尺降落的高度,根據(jù)自由落體運動的知識,能否算出你做出反應所用的時間?第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥1.自由落體運動的基本公式2.自由落體運動的其他規(guī)律勻變速直線運動的其他規(guī)律,如平均速度公式、位移差公式、初速度為零的比例式同樣適用于自由落體運動。注意若分析自由落體運動過程中的一段,則該過程是初速度不為零的勻變速直線運動,相應的速度公式和位移公式分別為v=v0+gt、第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例2有一條豎直懸掛起來的長為4.2m的細桿AB,在桿的正下方離B端0.8m的地方有一個水平放置的圓環(huán)C,若讓桿自由下落(g取10m/s2)。求:(1)從桿下落開始,上端A及下端B到達圓環(huán)所經(jīng)歷的時間。(2)AB桿通過圓環(huán)的過程中所用時間。第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測解析:(1)桿做自由落體運動,桿的B點到達圓環(huán)的時間為tB,則將hB=0.8
m代入求得tB=0.4
s桿的A點到達圓環(huán)的時間為tA,則hA=將hA=5.0
m代入求得tA=1.0
s。(2)桿通過圓環(huán)的過程中所用的時間t=tA-tB=0.6
s。答案:(1)1.0s
0.4s
(2)0.6s第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法
在遇到豎直下落的桿過“釘”或過“窗”的問題時,求過“釘”或過“窗”的速度、時間,要抓住兩個要點:一是抓住桿狀物的首尾兩個端點,看題中用的是哪個端點;二是畫出整個過程的情景圖,找對空間關(guān)系。第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練2一觀察者發(fā)現(xiàn),每隔一定時間就有一個水滴自8m高處的屋檐由靜止落下,而且當看到第五滴水剛要離開屋檐時,第一滴水正好落到地面,那么這時第二滴水離地面的高度是(g取10m/s2)(
)A.2m B.2.5m C.2.9m D.3.5m答案:D
第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測自由落體加速度的測量情景探究小球自由下落時的頻閃照片如圖所示,頻閃儀每隔0.04s閃光一次。如何根據(jù)右圖的頻閃照片求出重物的重力加速度?要點提示可用下列兩種方法求出重力加速度:(1)由vn=求出各點的瞬時速度,作出v-t圖像,v-t圖像是一條過原點的傾斜直線,斜率表示加速度。(2)由位移差公式Δx=aT2計算加速度。第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥測量重力加速度的方法1.打點計時器法(1)利用如圖所示裝置,讓物體自由下落打出點跡清晰的紙帶。(2)對紙帶上計數(shù)點間的距離x進行測量,利用,求出重力加速度。第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測2.頻閃照相法頻閃照相機可以間隔相等的時間拍攝一次,利用頻閃照相機可追蹤記錄做自由落體運動的物體在各個時刻的位置,根據(jù)勻變速直線注意(1)用打點計時器測出的重力加速度可能比實際值偏小,因為重物在帶動紙帶通過計時器下落時要受阻力作用。(2)頻閃照相法測重力加速度實驗中,照片上的距離不是實際距離,應將其還原成小球下落的實際距離(或在照相時在物體旁放一標尺)。第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測3.加速度傳感器法在手機上下載加速度傳感器程序并打開,用手托著手機,手掌迅速向下運動,讓手機脫離手掌而自由下落。手機屏幕上藍色圖線有一小段時間的數(shù)值是-10m/s2,這就是自由落體的加速度,方向豎直向下。4.滴水法(1)如圖,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,讓水一滴一滴地滴下,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落,并且能依次持續(xù)下去;第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測(2)用刻度尺測出水龍頭口距盤面的高度h;(3)測出每滴水下落的時間T。其方法是:當聽到某一滴水滴落在盤上的同時,開啟停表開始計時,之后每落下一滴水到盤上依次數(shù)1、2、3……,當數(shù)到n時按下停表停止計時,則每一滴水滴下落的時間為第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)第二章4自由落體運動—2020-2021【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一冊課件(共34張PPT)問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例3(2019山東德州高一上期中)小李同學利用如圖甲所示的實驗裝置研究自由落體運動的規(guī)律。(1)打點計時器是一種使用交變電源的計時儀器。甲圖中的打點計時器是
(選填“電磁打點”或“電火花”)計時器,其工作電壓是
V。
問題一問題二問題三隨堂檢測(2)某次實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示,已知打點計時器所用交變電流的頻率為50Hz,每隔0.02s打一個點。從比較清晰的點起,每打五個點取一個點作為計數(shù)點,分別標明A、B、C、D。則當紙帶上打出計數(shù)點B時重物的速度大小為
m/s,當?shù)刂亓铀俣却笮?/p>
m/s2(均保留3位有效數(shù)字)。
問題一問題二問題三隨堂檢測解析:(1)根據(jù)題中的打點計時器的結(jié)構(gòu)可知,該儀器是電磁打點計時器,工作電壓是約為8
V;答案:(1)電磁打點
約為8
(2)1.68(或1.67)
9.50(9.40~9.60均可)問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法
根據(jù)實驗求重力加速度的方法1.公式法:(1)利用相鄰的、相等的時間間隔的位移差相等,且為一定值,(3)利用速度公式v=gt求得。2.圖像法:利用多次求得的瞬時速度,畫出v-t圖像,根據(jù)圖線的斜率求得g。問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練3(2019河南南陽高一上期中質(zhì)量評估)某同學利用光電計時器設計了測定重力加速度的實驗,實驗裝置如圖所示:鐵架臺上端固定一個電磁鐵,通電時,小鐵球被吸在電磁鐵上,斷電時,鐵球自由下落。將光電計時器固定在A處,使計時器上的孔位于鐵球的正下方,當鐵球從孔中穿過時,光電計時器記錄下鐵球穿過孔所用的時間為t,測出小球釋放點到A的高度差h和小球的直徑d(d遠小于h
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