高中物理 2-2《自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》課件1 滬科版必修1

1、2．1　伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究(略)2．2　自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,1．自由落體運(yùn)動(dòng)是指物體只在 作用下，從 開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種 直線運(yùn)動(dòng)．在有空氣的空間里，如果物體下落時(shí)所受的 與重力相比，可以忽略不計(jì)，物體的下落也可以看做自由落體運(yùn)動(dòng)．2．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度通常被認(rèn)為是一個(gè)

2、固定值，稱(chēng)為 ，用小寫(xiě)字母g表示，其大小約等于 , 米/秒2，方向 ．,重力,勻變速,重力加速度,空氣阻力,靜止,10,豎直向下,一、自由落體運(yùn)動(dòng)● 要點(diǎn)梳理　(1)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，必須從受力條件和初始條件上同時(shí)滿(mǎn)足才行，即受力條件為只受重力，初始條件為初速度v0＝0.大家常因丟掉一個(gè)方面而造成錯(cuò)誤．(2)自由

3、落下的小鐵球，從樹(shù)上掉下的蘋(píng)果等，在其速度不是很大的情況下都能滿(mǎn)足空氣阻力遠(yuǎn)小于其重力的條件，如果下落的速度非常大，受到的空氣阻力是比較大的， 這時(shí)就不能當(dāng)做自由落體運(yùn)動(dòng)了．,(3)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：初速度為零，加速度為重力加速度g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．(4)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律速度公式：v＝gt位移公式：h＝ gt速度、位移關(guān)系式：v2＝2gh,二、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度● 要點(diǎn)梳理(1)定義：在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的

4、加速度都相同，這個(gè)加速度叫做自由落體的加速度，也叫做重力加速度．(2)方向：自由落體的加速度的方向總是豎直向下．(3)大?。篻＝9.8 m/s2.【注意】　在同一地點(diǎn)，重力加速度g的大小是相同的；在不同的地點(diǎn)，g的值略有不同．①同一海拔高度，緯度越高的地方，g越大．②同一緯度，海拔高度越高的地方，g越?。?，在通常情況下，g的變化不大，一般取g＝9.8 m/s2，粗略計(jì)算時(shí)，取g＝10 m/s2.在不同的星球表面，重力加

5、速度g的大小一般不相同．,三、測(cè)定重力加速度的大小● 重點(diǎn)突破　重力加速度測(cè)量方法例析(1)落體法測(cè)定反應(yīng)時(shí)間,一個(gè)人從發(fā)現(xiàn)某個(gè)現(xiàn)象到針對(duì)該現(xiàn)象采取正確措施的時(shí)間稱(chēng)為反應(yīng)時(shí)間，知道一個(gè)人的反應(yīng)時(shí)間在現(xiàn)實(shí)生活中具有重大的意義．測(cè)定一個(gè)人的反應(yīng)時(shí)間可用落體法． 方法例析1.如右圖所示是甲、乙兩位同學(xué)為測(cè)量反應(yīng)時(shí)間所做的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)甲用一只手在木尺下部做握住木尺的準(zhǔn)備，當(dāng)看到乙同學(xué)放開(kāi)手時(shí)，他立即握住木尺．如果測(cè)出

6、木尺下降的高度為11.25 cm，請(qǐng)你計(jì)算甲同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間(g取10 m/s2),【解析】　甲從看到乙同學(xué)放開(kāi)木尺到他握住木尺所用時(shí)間即甲同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間，測(cè)定這段時(shí)間內(nèi)木尺下降的高度，即可由自由落體運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系h＝ gt2，得 t＝ ＝0.15 s.【評(píng)析】　落體法把一個(gè)不易測(cè)量的量——時(shí)間，轉(zhuǎn)化為一個(gè)較易測(cè)量的量——位移，通過(guò)測(cè)量位移，再求出時(shí)間，很好的解決了難題．,(2)利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)重力加速度

7、物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系為h＝ gt2，可見(jiàn)，只要測(cè)出做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的位移，就可由g＝ 求出該地的重力加速度．方法例析2：在自來(lái)水龍頭下放一空罐頭盒，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地流出，并調(diào)節(jié)到使第一滴水碰到盒底的瞬間，第二滴水正好從水龍頭口開(kāi)始下落，且能依次持續(xù)下去，若給實(shí)驗(yàn)者的測(cè)量?jī)x器是直尺和停表，如何利用上述儀器測(cè)定重力加速度g的大??？需測(cè)定哪些物理量？寫(xiě)出計(jì)算g的表達(dá)式．,【解析】　根

8、據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和所給器材，應(yīng)測(cè)出一滴水下落的高度h和時(shí)間，由于用停表測(cè)一滴水下落的時(shí)間誤差較大，可測(cè)量n滴水下落的時(shí)間t，則每滴水下落的時(shí)間為 ，所以由h＝ gt2，得：g＝ ＝.【評(píng)析】　該例中對(duì)時(shí)間的測(cè)量采取了測(cè)多次同樣時(shí)間再求平均的辦法，這是減小測(cè)量誤差的一個(gè)有效方法．,小敏是一個(gè)善于思考的鄉(xiāng)村女孩，她在學(xué)過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，對(duì)自家房上下落的水滴產(chǎn)生了興趣，她坐在窗前(如右圖所示)發(fā)現(xiàn)從

9、屋檐每隔相等時(shí)間滴下一滴水，當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí)，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1 m的窗子的上、下沿，小敏同學(xué)在自己的作業(yè)本上畫(huà)出了(如圖所示)水滴下落同自家房子的關(guān)系，其中2點(diǎn)和3點(diǎn)之間的小矩形表示小敏正對(duì)的窗戶(hù)，請(qǐng)問(wèn)：此屋檐離地面多高？滴水的時(shí)間間隔是多少？,【解析】　水滴的下落可以看做是自由落體運(yùn)動(dòng)．設(shè)屋檐離地面高為h，滴水間隔為T(mén).由h＝gt2/2得第2滴水的位移h2＝g(3T)2/2，第3滴水

10、的位移h3＝g(2T)2/2，且h2－h(huán)3＝1 m，聯(lián)立得T＝0.2 s，則屋檐高h(yuǎn)＝g(4T)2/2＝3.2 m.【答案】　3.2 m　0.2 s,一人從塔頂無(wú)初速釋放一個(gè)小鐵球，已知小球在最后1 s內(nèi)通過(guò)的位移是全部位移的 ，求塔高多少？,【解析】　小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，可應(yīng)用位移公式求解．但要正確表達(dá)最后1 s內(nèi)的位移與全部位移的關(guān)系．設(shè)小球下落總時(shí)間為t，則,【答案】　122.5 m,一礦井深125 m，在

11、井口每隔一定時(shí)間放下一小球，當(dāng)釋放第11個(gè)小球時(shí)，第1個(gè)小球恰好到達(dá)井底，問(wèn)此時(shí)第3個(gè)小球和第5個(gè)小球之間的距離是多少？(g取10 m/s2),【解析】　自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．小球下落間隔時(shí)間相同，所以11個(gè)球有10個(gè)相等時(shí)間間隔．根據(jù)題意，第一個(gè)球下落時(shí)間為t1＝ ＝ s＝5 s.相鄰兩個(gè)球間隔時(shí)間為Δt＝ ＝ s＝0.5 s.第3個(gè)球下落時(shí)間

12、為t3＝t1－2Δt＝(5－2×0.5) s＝4 s.第3個(gè)球下落高度為h3＝ gt32＝ ×10×42 m＝80 m.第5個(gè)球下落時(shí)間為t5＝t1－4Δt＝(5－4×0.5) s＝3 s.第5個(gè)球下落高度為h5＝ gt52＝ ×10×32 m＝45 m.,第3個(gè)球和第5個(gè)球之間的距離Δh＝h3－h(huán)5＝(80－45) m＝35 m.

13、【答案】　35 m,從某高度自由落下一物體A，t秒后又從該處落下一物體B，再經(jīng)3 s，兩者的高度差等于B開(kāi)始下落時(shí)兩者高度差4 倍，問(wèn)相隔時(shí)間t是多少？B開(kāi)始下落時(shí)兩者相距多高？,【解析】　設(shè)相隔時(shí)間為t，由題意和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：,【答案】　2 s　20 m,小鵬搖動(dòng)蘋(píng)果樹(shù)，從同一高度一個(gè)蘋(píng)果和一片樹(shù)葉同時(shí)從靜止下落，發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果先落地，下面說(shuō)法正確的是(　　)A．蘋(píng)果和樹(shù)葉都是自由落體運(yùn)動(dòng)B．蘋(píng)果和樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)C

14、．蘋(píng)果的運(yùn)動(dòng)可以看做是自由落體運(yùn)動(dòng)，樹(shù)葉的運(yùn)動(dòng)則不能看成自由落 體運(yùn)動(dòng)D．假如地球上沒(méi)有空氣，則蘋(píng)果和樹(shù)葉會(huì)同時(shí)落地,【答案】　CD,【指點(diǎn)迷津】　自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，若阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力時(shí)，阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)影響可以忽略時(shí)的運(yùn)動(dòng)可看做自由落體運(yùn)動(dòng)，否則不可以．,甲、乙兩名同學(xué)在勻速行駛的火車(chē)上釋放一小球，觀察其運(yùn)動(dòng)情況：甲認(rèn)為小球做的是自由落體運(yùn)動(dòng)；乙認(rèn)為小球不是自由落體運(yùn)動(dòng)，試分析甲、乙兩同學(xué)誰(shuí)的說(shuō)

15、法是正確的．【指點(diǎn)迷津】　熟記自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)——v0＝0，只受重力；而題目中小球有和火車(chē)一樣的水平速度，若從地面上看小球的軌跡不是直線．因此，小球不是自由落體運(yùn)動(dòng)．【答案】　乙的說(shuō)法正確,平均速度在位移求解中的應(yīng)用由梅爾敦定理(見(jiàn)課本P52)知，對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)而言，它在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度，等于初速度與末速度之和的一半，即 ＝ (v0＋vt)，再利用 ＝ 的變形式h＝ t，我們能方便求

16、解自由落體運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的位移．,一物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻的速度為10 m/s，再過(guò)2 s它的速度為29.6 m/s，求這2 s內(nèi)物體下落的高度？【解析】　物體在該2 s內(nèi)的平均速度為 ＝ (v0＋vt)＝ (10＋29.6) m/s＝19.8 m/s所以物體在該2 s內(nèi)的位移為：h＝ t＝19.8×2 m＝39.6 m【答案】　39.6 m,1．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

17、 A．從靜止開(kāi)始下落的物體一定做自由落體運(yùn)動(dòng) 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(mǎn)足速度跟時(shí)間成正比的下落運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng) 【解析】　自由落體運(yùn)動(dòng)是指物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始的下落運(yùn)動(dòng)． A項(xiàng)中沒(méi)有說(shuō)明是什么物體，考慮不考慮空氣阻力，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；若將10公斤 棉花捆成一捆與10 g的小鋼球同

18、時(shí)釋放，顯然小鋼球下落快，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；自由落體加速度是豎直向下，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度 跟時(shí)間都成正比，但不一定是自由落體運(yùn)動(dòng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 【答案】　ABCD,2．“錢(qián)毛管”演示實(shí)驗(yàn)證明了(　　) A．重力加速度的大小是9.8 m/s2 B．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．沒(méi)有空氣時(shí)，物體下落的快慢與物體的質(zhì)量和形狀無(wú)關(guān) D．以上三個(gè)結(jié)論都能

19、證明 【答案】　C,3．自由落體運(yùn)動(dòng)在任何兩個(gè)相鄰的1 s內(nèi)，位移的增量為(g＝10 m/s2)(　　) A．1 m　　　　　　　　　B．5 m C．10 m D．不能確定 【解析】　由平均速度的公式：v＝ 和速度公式：v＝gt可知相 鄰1 s的兩段平

20、均速度相差g，所以有：Δs＝Δv·t＝g×1 s＝10 m. 【答案】　C,4．四個(gè)小球在離地面不同高度同時(shí)從靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，從開(kāi)始 運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起每隔相等的時(shí)間間隔，小球依次碰到地面，如下圖中，能 反映出剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)各小球相對(duì)地面的位置的是(　　),【解析】　因?yàn)楦鱾€(gè)球是間隔相等時(shí)間落地的，且都做自由落體運(yùn)動(dòng)，由h＝ gt2，可得各球初始離地高度之比h1∶h2∶h

21、3∶……12∶22∶32∶……，故C圖正確．【答案】　C,5．從高為h1處自由下落一小球A,1 s后從高為h2處自由下落另一個(gè)小球B，A 球下落了45 m時(shí)追上了B球，再經(jīng)過(guò)1 s，A球落到地面(g取10 m/s2)．求： (1)B球開(kāi)始下落時(shí)的高度h2； (2)B球從下落到落到地面所需要的時(shí)間．,【解析】　(1)設(shè)A球下落45 m時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t1由h＝ gt2得t1＝ s＝3

22、s所以A球的下落時(shí)間tA＝t1＋1 s＝4 s.A球的初始高度h1＝ gt2A＝ ×10×42 m＝80 mA、B相遇時(shí)，B下落t′＝2 s，此時(shí)B下落h′2＝ gt′2＝ ×10×22 m＝20 m所以B球的初始高度為h2＝h′2＋h1－45 m＝20 m＋80 m－45 m＝55 m.(2)由h＝ gt2可得，B球的下落時(shí)間為t2＝