自由落體運動課件

5．自由落體運動※理解自由落體運動，知道它是初速為零的勻加速直線運動※認識自由落體加速度，知道它的方向※※掌握自由落體運動的規(guī)律請一位同學與你合作，讓他用兩個手指捏住長尺上端，你的拇指與食指拳曲成環(huán)狀放在尺下端的零刻度周圍(手的任何部位都不要碰到尺，見下圖)．當他一松手、尺子開始下落時，你立刻把尺握?。浵挛兆〕叩奈恢茫x出尺下落的高度，就能算出你的反應時間，你想知道這樣做的原理嗎？1．物體只在

作用下從

下落的運動，叫做自由落體運動．2．拿一個長約1.5m，一端封閉，另一端有開關的玻璃筒(如圖)，把形狀和質(zhì)量都不同的一些物體，如金屬片、小羽毛、小軟木塞、小玻璃球等，放到這個玻璃筒里．如果玻璃筒里有空氣，把玻璃筒倒立過來以后，這些物體下落的 ．當把筒中的空氣幾乎抽盡，把玻璃筒倒立過來，這些物體下落的 ．重力靜止開始快慢不同快慢就相同了3．

仔細研究過物體下落的運動以后指出：自由落體運動是

的勻加速直線運動．4．在地球上同一地點，一切物體的重力加速度g都．在地球上不同的地方，g的大小是不同的，在赤道g＝ ，在北京g＝

.一般的計算中，通常取g＝

.伽利略初速度為零相同9.78m/s29.80m/s29.8m/s2(1)定義：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．(2)實驗探究：用打點計時器可以研究自由落體運動的規(guī)律，實驗裝置如下圖所示．注意：①為盡量減小空氣阻力的影響，重物應選密度大的，如鐵錘等．②打點計時器應豎直固定好．③重物應靠近打點計時器釋放，且要先開打點計時器電源再放手讓重物運動．④改變重物的重量，重復打出幾條紙帶．通過對紙帶的分析可發(fā)現(xiàn)，自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動．(3)自由落體運動的特點．①初速度v0＝0.②受力特點：只受重力作用，嚴格地講只有在真空中才能發(fā)生自由落體運動．在有空氣的空間里，當空氣阻力對運動的影響可以忽略不計時，物體自由下落的運動可以近似看作是自由落體運動．③加速度就是重力加速度g.1.定義：在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同，這個加速度叫做自由落體的加速度，也叫重力加速度．2．方向：自由落體加速度的方向總是豎直向下．3．大?。篻＝9.8m/s2注意：在同一地點重力加速度g的大小是相同的，在不同的地方，g的值略有不同．(1)緯度越大的地方，g越大．(2)高度越高的地方，g越小．但是，在通常情況下，g的變化不大，一般取g＝9.8m/s2，粗略計算時，取g＝10m/s2.特別提醒：重力加速度的方向為豎直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂線來確定．(湖南瀏陽一中09－10學年高一上學期期中)小明同學在某城市用小球做自由落體運動的實驗，它測得第2s內(nèi)的位移為14.697m(取小球剛開始運動時為計時零點)，則小明同學是在下面哪個城市做的實驗 ()下表是某些城市與相應的重力加速度對應表城市廣州武漢東京北京紐約重力加速度9.7889.7949.7989.8019.803A.廣州 B．東京C．北京 D．紐約答案：B(1)自由落體運動是勻變速直線運動在v0＝0、a＝g時的一個特例．所以勻變速直線運動的基本公式以及推論都適用于自由落體運動．(2)公式：①速度與時間關系式：v＝gt.⑤推論：Δh＝gT2.⑥連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比：h1∶h2∶h3∶…∶hn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)．操作1：取一根長2m左右的細線，5～6個鐵墊圈和一個金屬盤．在線端系上一個墊圈，隔12cm再系一個，以后墊圈之間的距離為36cm、60cm、84cm，即各墊圈之間的距離之比為1∶3∶5∶7∶…，如右圖甲所示．操作2：仍取2m長的線，5個鐵墊圈；線端系第一個墊圈，以后每隔48cm系一個，如右圖乙所示．站在椅子上，向上提起線的上端，讓線自由垂下．松手后，注意聽各墊圈落到盤上的聲音間隔．比較兩種方法之間聲音間隔有什么不同．答案：操作1中的聲音間隔不變，操作2中的聲音間隔越來越小．下列說法錯誤的是 ()A．從靜止開始下落的物體一定做自由落體運動B．若空氣阻力不能忽略，則一定是重的物體下落得快C．自由落體加速度的方向總是垂直向下D．滿足速度跟時間成正比的下落運動一定是自由落體運動解析：自由落體運動是指物體只在重力作用下從靜止開始的下落運動．而選項A中沒有說明是什么樣的物體，因而不能確定所受空氣阻力能否忽略，故選項A錯誤．B選項所述與多數(shù)人的經(jīng)驗一致，似乎是正確的，為什么說它錯了呢？我們設想有一大捆棉花和一個小鋼球，這一大捆棉花的重量大于小鋼球的重量，在高處將它們同時釋放，誰下落得快呢？顯然是小鋼球下落得快，故選項B錯誤．自由落體加速度的方向是豎直向下的，故選項C錯誤．由公式vt＝gt可知，自由落體運動的速度與時間成正比，比例常數(shù)為重力加速度g；但初速度為零的勻加速直線運動的速度都與時間成正比，顯然不能說它一定是自由落體運動，故選項D錯誤．答案：ABCD點評：要準確把握自由落體運動的概念、條件和性質(zhì)．關于自由落體運動，下列說法正確的是()A．物體從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動B．如果空氣阻力比重力小很多，空氣阻力可以忽略不計，這時由靜止開始的運動稱為自由落體運動C．跳傘運動員從飛機中由靜止開始下落，打開傘以前的運動可視為自由落體運動，打開傘以后的運動，不是自由落體運動D．一雨滴從屋頂落下，途中經(jīng)過一窗子時，經(jīng)過窗子的這一段運動為自由落體運動答案：C解析：自由落體運動是初速度為零，只受重力作用的運動，必須同時具備這兩個條件．A、B中沒有敘述物體只受重力作用，所以錯誤．C中符合這兩個條件．正確．D中經(jīng)過窗子的一段運動的初速不為零．因而錯誤.(2006·重慶理綜)某同學用如下圖甲所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為50Hz.在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如下圖乙所示．從數(shù)據(jù)處理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，對實驗結(jié)果起作用的，方法一中有________；方法二中有________．因此，選擇________(“方法一”或“方法二”)更合理，這樣可以減小實驗的________(填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差．本實驗誤差的主要來源有________(試舉出兩條)，并計算物體經(jīng)過第4點的瞬時速度v4＝__________m/s；重力加速度g＝________m/s2.解析：方法一中g1、g2、g3、g4、g5相加后，s2、s3、s4、s5相互抵消，只有s1、s6(或37.5、193.5)起作用．方法二中數(shù)據(jù)s1、s2、s3、s4、s5、s6(或37.5、69.0、100.5、131.5、163.0、193.5)都用上了，所以選擇方法二更合理．這是由于計算方法不當所帶來的誤差，是偶然誤差．本實驗中誤差的來源很多，主要有：阻力(空氣阻力、振針的阻力、限位孔的阻力、復寫紙的阻力等)、交流電頻率波動、長度測量、數(shù)據(jù)處理方法等．第4點的瞬時速度等于第3、5點之間的平均速度，可以求得v4＝2.45m/s；由方法二求出g＝8.673m/s2.點評：本題不僅考查學生對實驗數(shù)據(jù)處理，根據(jù)實驗結(jié)果分析實驗誤差產(chǎn)生的原因，并對結(jié)果進行論證，還考查學生對實驗方案進行評估的能力．一位同學進行“用打點計時器測量自由落體加速度”的實驗．(1)現(xiàn)有下列器材可供選擇：鐵架臺、電火花計時器及碳粉紙、電磁打點計時器及復寫紙、紙帶若干、220V交流電源、低壓直流電源、天平、秒表、導線、電鍵．其中不必要的器材是：________________________________________________________________________；缺少的器材是________________________________________________________________________．(2)這位同學從打出的幾條紙帶中，挑出較為理想的一條紙帶．把開始打的第一個點標為A，隨后連續(xù)的幾個點依次標記為點B、C、D、E和F，測量出各點間的距離，如下圖所示．請你在這位同學工作的基礎上，思考求紙帶加速度的方法，寫出你所依據(jù)的公式：________________________________________________________________________.(3)由該紙帶求出的自由落體加速度為________m/s2；比標準值________(填“偏大”或“偏小”)．(4)該實驗誤差的主要來源是________；可用________的方法減小該誤差．

答案：(1)其中不必要的器材是：電火花計時器及碳粉紙、220V交流電源、低壓直流電源、天平、秒表；缺少的器材是：低壓交流電源、刻度尺、重錘．(3)9.63m/s2；偏小(4)空氣的阻力和紙帶的摩擦；增大重錘重力屋檐每隔一定時間滴下一滴水，當?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗子的上、下沿，如圖所示，問：(1)此屋檐離地面多高？(2)滴水的時間間隔是多少？解析：由圖所示，如果將這5滴水的運動等效為一滴水的自由落體，并且將這一滴水運動的全過程分成時間相等的4段，設時間間隔為T，則這一滴水在0時刻，Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所處的位置，分別對應圖示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所處的位置，據(jù)此可作出解答．解法Ⅰ：利用基本規(guī)律求