第二節(jié)自由落體運動規(guī)律

1、第二節(jié)第二節(jié) 自由落體運動規(guī)律自由落體運動規(guī)律練習(xí)和分析練習(xí)和分析 下圖所示的實例用打點計時器記錄的一個重錘自由下落時的一段下圖所示的實例用打點計時器記錄的一個重錘自由下落時的一段紙帶，已知紙帶上左端的第一個點是開始運動的起點，每兩個點紙帶，已知紙帶上左端的第一個點是開始運動的起點，每兩個點間的時間間隔間的時間間隔T=0.02s.T=0.02s.經(jīng)測量得到下面表格內(nèi)的以下數(shù)據(jù)，請?zhí)罱?jīng)測量得到下面表格內(nèi)的以下數(shù)據(jù)，請?zhí)钔晗旅娴谋砀瘛Ｍ晗旅娴谋砀瘛?23450運動時間運動時間t/st/s運動位移運動位移s/cms/cms/ts/t的數(shù)的數(shù)值值s/ts/t2 2的數(shù)值的數(shù)值0 01 10.200.2

2、00 02 20.780.780 03 31.751.750 04 43.103.100 05 54.854.850.020.020.040.040.060.060.080.080.100.10500500488488487487484484485485101019.519.529.229.238.838.848.548.5cm/scm/s2 2s/ts/t2 2的單位的單位cm/scm/s2 2cm/scm/s2 2cm/scm/s2 2cm/scm/s2 2根據(jù)單位猜猜看根據(jù)單位猜猜看, ,這是什么物理量這是什么物理量? ?復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自

3、自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。由落體運動。條件：沒有空氣，或空氣阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力條件：沒有空氣，或空氣阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力人物：人物：亞里士多德亞里士多德、伽利略伽利略實驗：再次記錄自由落體運動的軌跡實驗：再次記錄自由落體運動的軌跡器材器材：打點計時器、鐵架臺、重錘、紙帶：打點計時器、鐵架臺、重錘、紙帶步驟步驟：1.1.裝好鐵架臺和打點計時器；裝好鐵架臺和打點計時器；2.2.將紙帶一端穿過打點計時器的限位孔，另一端夾在重錘中，同時將紙帶一端穿過打點計時器的限位孔，另一端夾在重錘中，同時將紙帶拉至最高端；將紙帶拉至最高端；3.3.兩人配合（或一人左右手協(xié)調(diào)），

4、再打開電源的同時，釋放紙帶；兩人配合（或一人左右手協(xié)調(diào)），再打開電源的同時，釋放紙帶；4.4.測量紙帶，要求第測量紙帶，要求第1 1點與第點與第2 2點之間距離為點之間距離為2mm.2mm.紙帶分析紙帶分析以下為打點計時器記錄的紙帶以下為打點計時器記錄的紙帶P23P23圖圖2-2-12-2-1A BCDEF1.95.89.613.617.3如何如何通過紙帶分析來得到自由落體運動的規(guī)律呢通過紙帶分析來得到自由落體運動的規(guī)律呢? ?單位單位:mm紙帶分析續(xù)紙帶分析續(xù)A BCDEF1.95.89.613.617.3單位單位:mm4.854.853.123.121.761.760.770.770.19

5、0.190.020.020.040.040.060.060.080.080.100.10475475481481489489488488485485 9.5 9.519.319.329.329.339.039.048.548.50 05 50 04 40 03 30 02 20 01 1s/ts/t2 2的數(shù)值的數(shù)值s/ts/t的數(shù)的數(shù)值值運動位移運動位移s/mms/mm運動時間運動時間t/st/ss/t2的單位的單位cm/s2cm/s2cm/s2cm/s2cm/s2猜時間：猜時間：0.02s0.02s還是還是0.04s0.04s？此處的位移如何？此處的位移如何？5.8mm5.8mm或或1.9

6、+5.8mm1.9+5.8mm？猜猜s/ts/t是什是什么物理量？么物理量？猜猜s/ts/t2 2是什么是什么物理量？物理量？猜想猜想猜想猜想1 1：s/ts/t=v,=v,因此因此s/ts/t應(yīng)為平均速度。應(yīng)為平均速度。猜想猜想2 2：s/ts/t2 2從單位從單位cm/scm/s2 2(m/s(m/s2 2) )來看來看, ,應(yīng)為加速度。因此猜測自由應(yīng)為加速度。因此猜測自由落體運動中應(yīng)為加速度不變。即自由落體運動為勻變速直線運動落體運動中應(yīng)為加速度不變。即自由落體運動為勻變速直線運動atvvatvvtvvattt, 0000速度公式速度公式位移公式呢位移公式呢? ?復(fù)習(xí)：勻變速直線運動的圖

7、象復(fù)習(xí)：勻變速直線運動的圖象v/(ms-1)0t/sv0vtt(t,vt)位移可用位移可用v-tv-t圖象與圖象與坐標(biāo)軸所謂的面積計坐標(biāo)軸所謂的面積計算。即圖中算。即圖中“三角形三角形”面積等于位移。面積等于位移。由三角形面積公式可得由三角形面積公式可得tvst2位移公式、平均速度公式位移公式、平均速度公式v/(ms-1)0t/svtt(t,vt)tvst2代入公式代入公式v vt t=at,=at,得得221212attattvst位移公式位移公式vt/2t vs2,2ttvvtvstvs自由落體運動的平均速度公式自由落體運動的平均速度公式擴(kuò)展提高擴(kuò)展提高vt/2注意：從圖中容易看出，此點既

8、代注意：從圖中容易看出，此點既代表平均速度，又是時間中點的瞬時表平均速度，又是時間中點的瞬時速度速度因此可得一個求瞬時因此可得一個求瞬時速度的公式速度的公式2/ tvv例：例：單位單位:mmA BCDEF,ACACACBtsvv,BDBDBDctsvv前面計算中出現(xiàn)的前面計算中出現(xiàn)的s/t2s/t2在實驗誤差范圍內(nèi)可視為在實驗誤差范圍內(nèi)可視為恒量恒量。從單位可推。從單位可推測該衡量是測該衡量是 加速度加速度重力加速度重力加速度加速度加速度回顧回顧: :自由落體運動自由落體運動只受重力只受重力，靜止開始，靜止開始重力加速度重力加速度符號：符號：g gg=9.8m/sg=9.8m/s2 2重力加速

9、度重力加速度g g是矢量，方向豎直向下。其數(shù)值在地球上不同地點一是矢量，方向豎直向下。其數(shù)值在地球上不同地點一般是不同的，要求不是太高時可以取般是不同的，要求不是太高時可以取g g9.8m9.8ms s2 2. .有時甚至可取有時甚至可取g g10m10ms s2 2. .自由落體運動規(guī)律自由落體運動規(guī)律自由落體運動的自由落體運動的速度公式速度公式221gts 位移公式位移公式gtv 例題例題例：屋檐上水滴下落的過程可以近似地看作是自由落體運動。假定例：屋檐上水滴下落的過程可以近似地看作是自由落體運動。假定水滴從水滴從10m10m高的屋檐上無初速滴落，水滴下落到地面時的速度大約高的屋檐上無初速

10、滴落，水滴下落到地面時的速度大約是多大？是多大？0解：由解：由221gts gtv 得得gsvgvgvgs22)(21222smgsv/14101022水滴下落到地面時的速度水滴下落到地面時的速度討論交流討論交流在現(xiàn)實中，雨滴大約在在現(xiàn)實中，雨滴大約在1.5km1.5km左右的高空形成并開始下落。計算一左右的高空形成并開始下落。計算一下，若該雨滴做自由落體運動，到達(dá)地面時的速度是多大？遇到過下，若該雨滴做自由落體運動，到達(dá)地面時的速度是多大？遇到過這樣的雨滴嗎？據(jù)資料顯示，落到地面的雨滴速度一般不超過這樣的雨滴嗎？據(jù)資料顯示，落到地面的雨滴速度一般不超過8m8ms.s.為什么它們的差別會這么大

11、？為什么它們的差別會這么大？參考解答參考解答: :如果雨滴自由下落如果雨滴自由下落1.5km,1.5km,則則實際上，從實際上，從1.5km1.5km下落已經(jīng)不可能忽略空氣阻力了。因此不能看作下落已經(jīng)不可能忽略空氣阻力了。因此不能看作自由下落。自由下落。smgsv/107 . 1150010222實踐與拓展實踐與拓展1.1.對于禁止高空擲物的看法對于禁止高空擲物的看法2.2.測量反應(yīng)時間（作法：兩人配合，一把直尺）測量反應(yīng)時間（作法：兩人配合，一把直尺）練習(xí)練習(xí)一物體在地球上做自由落體運動，由靜止開始下落一物體在地球上做自由落體運動，由靜止開始下落4.9m4.9m所用時間是所用時間是1s.1s.該物體在月球上做自由落體運動，由靜止開始下落該物體在月球上做自由落體運動，由靜止開始下落1s1s的距離有的距離有多大？（已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的多大？