专题2.5 自由落体运动-高中物理《人教版必修1》同步课件

第二章 匀变速直线运动的研究 自由落体运动 5 上述两幅图片存在哪些共性? 现象观察 演示1：石头与纸片从同一高度同时由静止开始下落. 演示2：取半张纸与一张纸，把半张纸揉成一团，两者也分别从同一高度同时由静止下落. 演示3：取两张相同纸，把其中一张揉成团，两者也分别从同一高度同时由静止下落. 并非物体越重下落越快 探究之一、不同物体从同一高处下落快慢比较 重的物体下落快还是轻的物体下落快? 在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢相同。(与物体的重量无关) 结论： 是什么原因使下落运动变得这么复杂? 猜想 演示 牛顿管实验 美国宇航员卫· 斯哥特在月球上同时释放了一个小球和一根羽毛， 他发现两者同时落地. 1、定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动. 一 、 自由落体运动 2、条件 （1）只受重力总用 （2）由静止开始下落 3、理想化模型：实际生活中，如果空气阻力的作用比较小，那么阻力就可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动. 轨迹—— 加速? 运动特征— 匀加速 直线 探究之二、自由落体的运动性质 怎样设 计 实 验 ? 设计实验 方案一： 打点记时器 ∴ 自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动 x1 x2 x3 x4 x5 2.17 cm 2.56 cm 2.94 cm 3.33 cm 3.73 cm x2-x1 x3-x2 x4-x3 x5-x4 0.39cm 0.38cm 0.39cm 0.40cm 方案二：频闪照相 不同物体下落的x 和t都相同，则它们在这一地点的加速度都相同. 不同物体下落的加速度一样吗? 探究之三、自由落体的加速度 1、定义 在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫自由落体加速度(也叫重力加速度)，用g 表示。 二 、 自由落体加速度 g ( m/s2 ) 地 点 北 极 北 京 上 海 广 州 赤 道 纬 度 9. 832 9. 801 9. 794 9. 788 9. 780 39º 56´ 90º 31º 12´ 23º 06´ 0º 地球上不同地点，g值比较 赤道 g=9.780m/s2 北京g=9.801m/s2 北极 g=9.832m/s2 莫斯科g=9.816m/s2 注：在通常的计算中， g = 9.8 m/s 2 （粗略计算g = 10 m/s 2），重力加速度方向总是竖直向下. 随纬度升高，重力加速度增大 2、同一纬度，高度增加，g值减小 g低 > g高 1、纬度增加，g值增加 g极地 > g赤道 重力加速度的细微变化 你能尝试解释这个规律吗？ 尝试解释就是做出假设和猜想。 1、运动规律 探究之四、自由落体的规律与应用 a=g v0= 0 知识迁移 自由落体运动比例关系 (1) 1T末、2T末、3T末……瞬时速度之比 (2) 前1T、前2T、前3T……位移之比 (3) 第1T内、第2T内、第3T内……位移之比 (4) 前x、前2x 、前3x ……时间之比 (5) 通过连续相等位移所用时间之比 如何估测悬崖、水井、峡谷的高度 一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3s。如果不考虑空气阻力，悬崖有多高？ 实际上是有空气阻力的，因此实际高度比计算值大些还是小些？为什么？ 想一想 由于空气阻力，实际下落的加速度小于g，故实际高度应小于45m 例1、物体从某一高处自由下落，经过3s落地，则它在第1s内的位移是___ ，第2s内的位移是____，前2s的平均速度是____，该物体落地时的速度是____.（g=10m/s2） 典例探究 自由落体(初速度为零的匀加速) 例2、小球甲和乙从某一高度相隔1s先后做自由下落运动，求两球的速度差和距离之间的关系? 法2：作图法 例3、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，用时0.2s，空气阻力不计，求此窗户离屋檐距离？(g =10m/s2) 非质点模型的自由落体 例4、 如图所示，悬挂的直杆AB长为L= 5 m，在距其下端h=10m处，有一长为L’= 5m的无底圆筒CD，若将悬线剪断，直杆穿过圆筒所用的时间为多少？(g=10m/s2) 例4、一个物体从高度h处自由下落，测得物体落地前最后1s内下落了25m，求：物体下落的高度h？ (g=10m/s2) 解一：画出运动示意图，设落地总时间为t, 则依题意 h 25m 1s （t-1）s ts O A