7、對自由落體運(yùn)動的研究 - 副本 (1).ppt

1、7、對自由落體運(yùn)動的研究,復(fù)習(xí)提問,1、什么是勻變速直線運(yùn)動？,2、勻變速直線運(yùn)動的速度,位移公式？,速度公式,位移公式,（速度均勻變化或加速度恒定的直線運(yùn)動）,是重的物體下落的快還是輕的物體下落得快？,兩千多年前：,古希臘偉大的哲學(xué)家 亞里士多德,物體越重，下落越快！,伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究,一對矛盾：,實(shí)驗(yàn)證實(shí)又說明不是越重的物體落得越快！,現(xiàn)實(shí)生活中的的確確看到果實(shí)比樹葉下落得快！,怎么解釋呢？是不是有什么關(guān)鍵的因素我 們沒有考慮到呢？,真相大白：,原來整個(gè)事情的關(guān)鍵就是空氣阻力,小結(jié)：如果沒有空氣阻力，從同一 高度靜止下落的一切物體，其下落 情況都是一樣的。,問：如果沒有空氣阻力的

2、影響，物體下落的情況又是什么樣子呢？,錢毛管實(shí)驗(yàn)：,阿波羅登月實(shí)驗(yàn),1970年，阿波羅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。,一、自由落體運(yùn)動,把只在重力作用下，物體從靜止開始下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。,1、定義：,（1）只受重力作用;,（2）從靜止開始，v0=0。,如果空氣阻力的影響很小，物體的下落也可以近似看做自由落體運(yùn)動。如：鋼球的下落，石頭的下落等。,自由落體運(yùn)動狀態(tài)是一種理想的運(yùn)動狀態(tài)。,2、自由落體運(yùn)動的條件,偉大的意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家 伽利略,幾百年前：,如果亞里士多德的觀點(diǎn)是正確的

3、，重的物體A比輕的物體B下落得快。,(1)發(fā)現(xiàn)問題：,二、伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究,將 重物A與輕物B連接，連接體比原兩物體都要重，那么連接體（A+B）的下落速度會比原A物體更快。,但是，物體 A與B 連接速度小的 B就會牽制速度大的 A，從而使連接體（A+B）的下落速度會比原A物體更慢。,(1)發(fā)現(xiàn)問題：,二、伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究,老亞，你的理論是錯的！,同一假設(shè)條件，通過合理 推論，得出兩個(gè)相互矛盾 的結(jié)論。 推謬法,(1)發(fā)現(xiàn)問題：,二、伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究,(2)提出假說：,物體下落的過程是一個(gè)速度逐漸增大的過程，與其時(shí)間 成正比，下落距離與時(shí)間的平方成正比。,vt,(3

4、)間接驗(yàn)證著名的斜槽實(shí)驗(yàn)：,伽利略讓一個(gè)小球從 阻力很小的斜槽滾下， 得出了運(yùn)動距離與時(shí) 間的平方成正比的結(jié) 論。也間接證實(shí)了落 體速度與時(shí)間成正比 的假說,二、伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究,(4)合理外推并得出結(jié)論：,在斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增大斜面傾角直到90，小球的運(yùn)動 仍將滿足距離與時(shí)間的平方成正比的關(guān)系。從而得出“自由落 體運(yùn)動是初速度為零，加速度恒定的勻加速直線運(yùn)動”的結(jié)論。,二、伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究,伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法：把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來。他給出了科學(xué)研究過程的基本要素： 對現(xiàn)象的一般觀察提出假設(shè)運(yùn)用邏輯得出推論通過實(shí)驗(yàn)對推論進(jìn)行檢驗(yàn)對假說進(jìn)

5、行修正和推廣,對伽利略科學(xué)研究方法的認(rèn)識,二、伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的探究,三、對自由落體運(yùn)動的研究,1、自由落體運(yùn)動的性質(zhì)：,自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。,利用頻閃照片研究自由落體運(yùn)動的性質(zhì) 其中時(shí)間間隔T為1/30秒,9.90,9.72,9.81,9.78,9.81,9.8,X1,勻變速直線運(yùn)動連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差為一恒量：,物體做自由落體運(yùn)動時(shí)的加速度，稱為自由落體加速度或重力加速度。,2、自由落體運(yùn)動的加速度,三、對自由落體運(yùn)動的研究,符號： g,方向：豎直向下,大?。?(粗略計(jì)算時(shí)可取10m/s2),一般取g=9.8m/s2,9. 832,9. 801,9. 794

6、,9. 788,9. 780,39 56,90,31 12,23 06,0,3、影響加速度g的因素,三、對自由落體運(yùn)動的研究,隨著緯度的增加，重力加速度g逐漸大。,觀察表格數(shù)據(jù)，說明重力加速度g和緯度之間的關(guān)系：,3、影響加速度g的因素,三、對自由落體運(yùn)動的研究,*（3）與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān).,（1）緯度越高重力加速度大；,（2）物體離地面的高度越高重力加速度越小,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)動公式也適用于自由落體運(yùn)動。,速度公式：,位移公式：,4 、兩個(gè)基本公式,三、對自由落體運(yùn)動的研究,速度時(shí)間圖像（V-t圖象）,例1、一物體從塔頂做自由落體運(yùn)動，經(jīng)過3秒鐘落地，

7、求： （1）塔的高度？ （2）物體落地時(shí)的速度？,解：（1）由 得：,( 2) 由 得：,答：（1）塔的高度為44.1m （2）物體落地時(shí)的速度為29.4m/s,例2、一物體從313.6m的地方開始自由下落，求 （1）物體在2秒內(nèi)通過的位移？ （2）物體經(jīng)過多長時(shí)間到達(dá)地面？ （3）物體最后一秒內(nèi)通過的位移？,解：（1）由 得：,（2）由 得：,（3）前7s的位移為：,最后一秒內(nèi)的位移為： h=313.6204.1=109.5m,例3,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 4.38 m/s， 所用時(shí)間是0. 2 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,（1）抓初狀態(tài) t =0時(shí)，v =0,例4：水滴從屋檐自由下落，經(jīng)過高度h=1.8m的窗戶所需時(shí)間為0.2S。若不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，問屋檐距離窗臺有多高。,解：,故屋檐距離窗臺的高度為 H=h+ h= 3.2m+1.8m=5m,（2）利用平均速度解題,解：在窗臺頂與窗臺之間取一點(diǎn)，記作C點(diǎn)，設(shè)C點(diǎn)恰好是水滴經(jīng)過窗戶所需的時(shí)間中點(diǎn)，即水滴從AC所經(jīng)歷時(shí)間是0.1 s，得：,則，可知到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，水滴已下落0.9秒；到達(dá)窗臺時(shí)，水滴下落1秒,因此，屋檐距離窗臺