高中物理自由落体运动新人教版必修.pptx

实验实验1:1:粉笔和纸片同时从同一高度下落粉笔和纸片同时从同一高度下落,谁先着地谁先着地?原因原因:空气阻力对落体运动快慢有影响空气阻力对落体运动快慢有影响探究影响落体运动探究影响落体运动快慢因素快慢因素实验实验2:同样重量的纸团和纸片呢同样重量的纸团和纸片呢?牛顿管牛顿管抽气后，就排除了抽气后，就排除了 的影响的影响 空气阻力空气阻力 实验实验3:牛顿管实验牛顿管实验 在真空中下落快慢与物体的重量无关在真空中下落快慢与物体的重量无关在真空中同时落地在真空中同时落地现象现象:。结论结论:。如果实际问题中，如果实际问题中，空气阻力的作用比较小空气阻力的作用比较小，可以忽略，则，可以忽略，则物体的下落也可以近似看作自由落体运动。物体的下落也可以近似看作自由落体运动。一、定义定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运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。动，叫做自由落体运动。注意：自由落体运动是注意：自由落体运动是一种理想运动一种理想运动。二、条件：二、条件：自由落体运动具有怎样的运动规律自由落体运动具有怎样的运动规律？V0=0只受重力只受重力实验实验4:4:用打点计时器研究自由落体运动用打点计时器研究自由落体运动实验装置实验装置打点计时器打点计时器纸带纸带夹子夹子重物重物v1v3v4v5v6v2vt位置位置A AB BC CD DE EF FG G时间时间t/st/sV/V/（msms-1-1）00.040.08 0.12 0.16 0.20/0.40 0.79 1.16 1.56 1.98t/sv/(m.s-1)00.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 2.4 2.00.160.12 0.8 0.40.24/A(0cm)B(0.8cm)C(3.2cm)D(7.1cm)E(12.5cm)F(19.6cm)G(28.3cm)B BC CD DE EF F三、运动规律：三、运动规律：自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动的匀加速直线运动四、自由落体加速度四、自由落体加速度g（重力加速度）（重力加速度）二、条件：二、条件：只受重力只受重力V0=0一、定义定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的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。运动，叫做自由落体运动。观察下表，你从表格中发现了什么规律？观察下表，你从表格中发现了什么规律？你能解释这个规律吗？你能解释这个规律吗？地球上不同地方重力加速度的值大小不一样，一般地球上不同地方重力加速度的值大小不一样，一般随着纬度的增大而增大，赤道处重力加速度随着纬度的增大而增大，赤道处重力加速度g值较值较小，两极小，两极g值较大。值较大。g=9.8m/s2，三、运动规律：三、运动规律：自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动的匀加速直线运动四、自由落体加速度四、自由落体加速度大小大小:g（重力加速度）（重力加速度）方向方向:竖直向下竖直向下二、条件：二、条件：只受重力只受重力V0=0一、定义定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的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。运动，叫做自由落体运动。注意：没有特别说明，都按注意：没有特别说明，都按g=9.8m/s2进行计算进行计算 粗略计算时粗略计算时g 值可取值可取10m/s2五、基本公式五、基本公式V=V0+atV -V0=2ax2 22 2x=V0t+at2 22 21 1匀变速直线运动匀变速直线运动自由落体运动自由落体运动V=gtV =2gh2 2h=gt2 22 21 1V=0 a=gx=h例题例题1、关于自由落体运动，下列说法正确、关于自由落体运动，下列说法正确的是（的是（）A、物体从静止开始竖直下落的运动是自由落体运动。B、自由落体运动是一种理想的运动。C、在任何相等时间内速度变化相同。D、在任何相等时间内发生的位移相同。BC例例2、关于自由落体运动的加速度、关于自由落体运动的加速度g，下列说法，下列说法 正确的是（正确的是（）A、重的物体、重的物体g大大B、同一地点，轻、重物体的、同一地点，轻、重物体的g值一样大值一样大C、g值在地球上任何地方都一样大值在地球上任何地方都一样大D、g值在赤道处大于北极处值在赤道处大于北极处B例题例题3在探究自由落体运动的规律实验中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：。A.拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器处，先拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带，让重物带动纸带自由下接通电源，后放开纸带，让重物带动纸带自由下落；落；B.将打点计时器坚直固定在铁架台上，并接好电将打点计时器坚直固定在铁架台上，并接好电路；路；C.用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带穿过打用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带穿过打点计时器的限位孔；点计时器的限位孔；D.断开电源，取下纸带断开电源，取下纸带E.换上新的纸带，再重复做三次换上新的纸带，再重复做三次BCADE例例4、为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井、为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由下落，经过口自由下落，经过2.5s后听到石块击水的声音，估算井后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。口到水面的距离。考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？偏大还是偏小？解：以竖直向下为正方向，设井口到水面的距离为解：以竖直向下为正方向，设井口到水面的距离为h。井口到水面的距离约为井口到水面的距离约为30.6m例例5、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下高为、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，的窗户时，用时用时0.2s，空气阻力不计，取，空气阻力不计，取g=10m/s2，求此窗户离屋檐距离？，求此窗户离屋檐距离？解：以竖直向下为正方向，设此窗户离屋檐距离为h依题意有：经过一番运算后，解得：h=1.8m即窗户离屋檐距离为1.8m例例5、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下高为、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，的窗户时，用时用时0.2s，空气阻力不计，取，空气阻力不计，取g=10m/s2，求此窗户离屋檐距离？，求此窗户离屋檐距离？解：以竖直向下为正方向，设此窗户离屋檐距离为h，以水滴开始下落时为零时刻。则 水滴通过窗户这段时间的中间时刻的速度为：即窗户离屋檐距离为1.8m可知水滴通过窗户这段时间的中间时刻为：显然，水滴刚落到窗户顶部的时刻为：例题例题6 6、屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水，当第、屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水，当第5 5滴正欲滴正欲滴下时，第滴下时，第1 1滴正好达到地面，而第滴正好达到地面，而第3 3滴与第滴与第2 2滴分别位于高为滴分别位于高为1m1m的窗户的上、下沿，如图所示。求：的窗户的上、下沿，如图所示。求：（1 1）此屋檐离地面多高？）此屋檐离地面多高？（2 2）滴水的时间间隔是多少？（）滴水的时间间隔是多少？（g g取取10m/s10m/s2 2）54321解：可以解：可以将这五滴水的运动等效地视为一滴水将这五滴水的运动等效地视为一滴水下落下落，并将这一滴水的运动全过程分成，并将这一滴水的运动全过程分成4个相等个相等的时间间隔，如图中相邻的两滴水间的距离分的时间间隔，如图中相邻的两滴水间的距离分别对应着各个相等时间间隔内的位移，它们满别对应着各个相等时间间隔内的位移，它们满足比例关系：足比例关系：1：3：5：7.设相邻的水滴之间的设相邻的水滴之间的距离自上而下依次为距离自上而下依次为x,3x,5x,7x,则窗户高为则窗户高为5x，依题意有，依题意有5x=1,则则x=0.2 m.屋檐高度屋檐高度 h=x+3x+5x+7x=16x=3.2 mh=x+3x+5x+7x=16x=3.2 m所以，滴水的时间间隔t=t/4=0.2s竖直上抛运动1、定义：物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动叫竖直上抛运动2、特征：（1）具有竖直向上的初速度；（2）忽略空气阻力后，物体只受重力作用，加速度恒为重力加速度g。且上升阶段为匀减速直线运动，下落阶段为自由落体运动。3、竖直上抛运动的规律 竖直上抛运动的上升过程与下落过程具有对称性。v/ms-1t/s0t0v02t0-v0有关竖直上抛运动的计算有关竖直上抛运动的计算(1)能上升的最大高度：能上升的最大高度：(2)上升到最大高度所需时间：上升到最大高度所需时间：(3)下落过程是上升过程的下落过程是上升过程的 。(4)质点在通过同一位置时，上升速度与下质点在通过同一位置时，上升速度与下落速度落速度 (5)物体在通过同一高度过程中，上升时间物体在通过同一高度过程中，上升时间与下落时间与下落时间逆过程逆过程大小相等，方向相反。大小相等，方向相反。相等。相等。V0g例题7、某人站在高楼的平台边缘，以20m/s的速度竖直向上抛出一石子，求抛出后石子经过离抛出点15m处所需的时间（不计阻力，g=10m/s2）解：解：以竖直向上为正方向，考虑到位移、速度、加速度都是以竖直向上为正方向，考虑到位移、速度、加速度都是矢量。尤其注意到位移可以是矢量。尤其注意到位移可以是15m,也可能是也可能是-15m.15=20t-5t2解得：t1=1s,t2=3s，这是上升和下降两次经过15m处所需要的时间。再将h=-15m代入，得-15=20t-5t2综上，石子经过离抛出点15m处所需的时间可能是1s，3s,例题8、自高h的塔顶自由落下一物体a，于此同时物体b自塔底以初速度vo竖直上抛，且ab两物体在同一直线上运动，则正确的说法是()A、若 ，则两物体在b上升中相遇B、若 ，则两物体在地面相遇C、若 ，则两物体在b下降途中相遇D、若 ，则物体不可能在空中相遇。动态分析：1、vo很小，b先落地，a后落体。2、vo小，ab同时落地，即在地面相遇。3、vo较小，b在下降途中，ab相遇。4、vo较大，b达到最高点（速度为零）时与a相遇。5、vo大，b在上升途中，a与b相遇。ACD