5 自由落體運(yùn)動(dòng) 6 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,填一填,練一練,一、自由落體運(yùn)動(dòng)(見(jiàn)課本第43頁(yè)) 1.定義:物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。 2.特點(diǎn): (1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):初速度等于零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 (2)受力特點(diǎn):只受重力作用。 二、自由落體加速度(見(jiàn)課本第44頁(yè)) 1.定義:在同一地點(diǎn),一切物體自由下落的加速度都相同,這個(gè)加速度叫自由落體加速度,也叫重力加速度,符號(hào)為g。 2.方向:自由落體加速度的方向總是豎直向下。 3.大小: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。一般的計(jì)算中,g取9.8 m/s2或 10 m/s2。,填一填,練一練,三、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律(見(jiàn)課本第44頁(yè)) 1.自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì):初速度v0=0、加速度a=g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 2.基本公式:(1)速度公式v=gt。 (2)位移公式h=_。 (3)位移速度關(guān)系式v2=2gh。,填一填,練一練,四、伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程(見(jiàn)課本第46、47、48頁(yè)),填一填,練一練,填一填,練一練,某人估測(cè)一豎直枯井深度,從井口靜止釋放一石頭并開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)2 s聽(tīng)到石頭落地聲,由此可知井深約為(不計(jì)聲音傳播時(shí)間,重力加速度g取10 m/s2)( ) A.10 m B.20 m C.30 m D.40 m,答案:B,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的理解 如圖所示,一個(gè)小金屬球從離地h高處由靜止釋放,小球下落一段時(shí)間落地。試結(jié)合上述現(xiàn)象討論: (1)小球的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是什么? (2)怎樣確定小球的落地時(shí)間及速度?,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),1.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型,在實(shí)際中物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用,物體并不是做自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)空氣阻力比重力小得多,可以忽略時(shí),物體的下落可以當(dāng)作自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)處理。 3.自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì):自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是初速度為零、加速度a=g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),它是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),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,除地球的兩極處,其他地方的重力加速度的方向并不指向地心。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),5.自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 (1)自由落體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本公式:自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特例,其規(guī)律如下表所示:,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),(2)自由落體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)比例關(guān)系 第1t末、第2t末、第3t末第nt末速度之比為 v1v2v3vn=123n。 1t內(nèi)、2t內(nèi)、3t內(nèi)nt內(nèi)位移之比為 x1x2x3xn=12232n2。 第1t內(nèi)、第2t內(nèi)、第3t內(nèi)第nt內(nèi)位移之比為 xxxxN=135(2n-1)。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),【例題1】 (多選)下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是( ) A.物體從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng) B.物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫作自由落體運(yùn)動(dòng) C.從靜止開(kāi)始下落的小鋼球,因受空氣阻力作用,不能看成自由落體運(yùn)動(dòng) D.從靜止開(kāi)始下落的小鋼球,所受空氣阻力對(duì)其運(yùn)動(dòng)的影響很小,可以忽略,可以看成自由落體運(yùn)動(dòng) 解析:物體做自由落體運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤,B正確;在實(shí)際中,物體下落時(shí),當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí),物體的下落才能看作自由落體運(yùn)動(dòng),所以C錯(cuò)誤,D正確。 答案:BD,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),變式訓(xùn)練1 (多選)下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)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(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng) C.離地20 m的高度,物體在赤道落下所用的時(shí)間比在北極落下所用的時(shí)間長(zhǎng) D.隨著高度的增加,重力加速度大小不變 解析:在真空條件下,石頭與紙片都做自由落體運(yùn)動(dòng),它們下落的速度一樣快,A錯(cuò)。由自由落體運(yùn)動(dòng)的條件知,B對(duì)。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 得下落同樣的高度,在赤道附近用時(shí)較長(zhǎng),C對(duì)。隨著高度的增加,重力加速度減小,D錯(cuò)。 答案:BC,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),【例題2】 從離地500 m的空中由靜止開(kāi)始自由落下一個(gè)小球,g取10 m/s2,求: (1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球落到地面; (2)從開(kāi)始下落的時(shí)刻起,小球在第1 s內(nèi)通過(guò)的位移大小; (3)小球落地前最后1 s內(nèi)的位移大小。 點(diǎn)撥:由x=500 m和自由落體加速度,根據(jù)位移公式可直接算出落地時(shí)間,根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間,可算出第1 s內(nèi)的位移。最后1 s內(nèi)的位移是下落總位移和前(n-1) s下落位移之差。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),所以最后1 s內(nèi)的位移大小為 x=x-x9=500 m-405 m=95 m。 答案:(1)10 s (2)5 m (3)95 m,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,當(dāng)堂檢測(cè),答案:A,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,測(cè)量重力加速度的方法 小球自由下落時(shí)的頻閃照片如圖所示,頻閃儀每隔0.04 s 閃光一次。通過(guò)這幅照片測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度是多少呢?,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法 (1)利用如圖所示裝置,讓物體自由下落打出點(diǎn)跡清晰的紙帶;,(2)對(duì)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x進(jìn)行測(cè)量,利用 ,求出重力加速度。,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題3】 圖中甲、乙兩圖都是使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量重力加速度g的裝置示意圖,已知該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz。,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,(1)甲、乙兩圖相比較,哪個(gè)圖所示的裝置更合理? (2)丙圖是采用較合理的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶,其中打出的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為1,后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5、,經(jīng)測(cè)量,第15至第17點(diǎn)間的距離為11.70 cm,第1至第16點(diǎn)間距離為43.88 cm,則打下第16個(gè)點(diǎn)時(shí),重物下落的速度大小為 m/s,測(cè)出的重力加速度值為g= m/s2(要求保留三位有效數(shù)字)。,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析:(1)甲圖容易保持紙帶豎直,且可以使紙帶由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),能更有效地減小摩擦力,故甲圖所示裝置更合理。,答案:(1)甲 (2)2.93 9.78(9.75也正確),探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練3 小球自由下落過(guò)程中用頻閃照相的方法獲得的軌跡的一部分如圖所示,用刻度尺量出計(jì)量點(diǎn)1、2之間的距離為7.65 cm,2、3之間的距離為8.73 cm,已知每次閃光的時(shí)間間隔為 s,則小球運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度大小為 ,小球下落的重力加速度大小為 。,探究一,探究二,當(dāng)堂檢測(cè),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,答案:2.46 m/s 9.72 m/s2,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,1,2,3,4,1.(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) A.自由落體運(yùn)動(dòng)的物體初速度為零 B.物體從靜止開(kāi)始,豎直下落的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng) C.自由落體運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用 D.自由落體運(yùn)動(dòng)是變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 解析:自由落體運(yùn)動(dòng)是從靜止開(kāi)始下落,且只在重力作用下的運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、C正確,B錯(cuò)誤;自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度恒定不變,自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:AC,5,1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,2.下列關(guān)于重力加速度的說(shuō)法中不正確的是( ) A.重力加速度g是標(biāo)量,只有大小沒(méi)有方向,通常計(jì)算中g(shù)取9.8 m/s2 B.在地面上不同的地方,g的大小不同,但它們相差不是很大 C.在地球上同一地點(diǎn),一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中落至同一高度時(shí)的加速度都相同 D.在地球上同一地點(diǎn),離地面高度越大,重力加速度g越小 解析:重力加速度是矢量,方向豎直向下,在地球的表面,不同的地方重力加速度g的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右。在地球表面同一地點(diǎn),g的值都相同,但隨著高度的增大,g的值逐漸減小。 答案:A,5,1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,3.一物體從t=0時(shí)刻開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng),它下落的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象是圖中的( ) 解析:由v=gt知,v與t成正比,選項(xiàng)D正確。 答案:D,5,1,2,3,4,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,4.甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為14,不考慮空氣的阻力作用,它們?cè)谕桓叨忍幫瑫r(shí)自由下落,則下面說(shuō)法正確的是( ) A.甲比乙先著地 B.乙比甲先著地 C.甲和乙同時(shí)著地 D.甲比乙的加速度大 解析:選物體自由下落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān),加速度相同,故甲、乙兩物體同時(shí)開(kāi)始下落,也同時(shí)著地,C正確。 答案:C,5,1,2,3,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,4,5,5. 比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡。如圖所示,已知斜塔第一層離地面的高度h1=6.8 m,為了測(cè)量塔的總高度,在塔頂無(wú)初速度釋放一個(gè)小球,小球經(jīng)過(guò)第一層到達(dá)地面的時(shí)間為t1=0.2 s。(重力加速度g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力),(1)求小球下落過(guò)程中,通過(guò)第一層的平均速度大小; (2)求斜塔離地面的總高度h。,1,2,3,當(dāng)堂檢測(cè),探究一,探究二,4,5,答案:(1)34 m/s (2)61.25 m,