第二節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1、第二節(jié)第二節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律練習(xí)和分析練習(xí)和分析 下圖所示的實(shí)例用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的一個(gè)重錘自由下落時(shí)的一段下圖所示的實(shí)例用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的一個(gè)重錘自由下落時(shí)的一段紙帶，已知紙帶上左端的第一個(gè)點(diǎn)是開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)紙帶，已知紙帶上左端的第一個(gè)點(diǎn)是開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔間的時(shí)間間隔T=0.02s.T=0.02s.經(jīng)測(cè)量得到下面表格內(nèi)的以下數(shù)據(jù)，請(qǐng)?zhí)罱?jīng)測(cè)量得到下面表格內(nèi)的以下數(shù)據(jù)，請(qǐng)?zhí)钔晗旅娴谋砀瘛Ｍ晗旅娴谋砀瘛?23450運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/st/s運(yùn)動(dòng)位移運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)：物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自

3、自由落體運(yùn)動(dòng)：物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。由落體運(yùn)動(dòng)。條件：沒(méi)有空氣，或空氣阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力條件：沒(méi)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(shí)驗(yàn)：再次記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡實(shí)驗(yàn)：再次記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡器材器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵架臺(tái)、重錘、紙帶：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵架臺(tái)、重錘、紙帶步驟步驟：1.1.裝好鐵架臺(tái)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；裝好鐵架臺(tái)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；2.2.將紙帶一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，另一端夾在重錘中，同時(shí)將紙帶一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，另一端夾在重錘中，同時(shí)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(kāi)電源的同時(shí)，釋放紙帶；兩人配合（或一人左右手協(xié)調(diào)），再打開(kāi)電源的同時(shí)，釋放紙帶；4.4.測(cè)量紙帶，要求第測(cè)量紙帶，要求第1 1點(diǎn)與第點(diǎn)與第2 2點(diǎn)之間距離為點(diǎn)之間距離為2mm.2mm.紙帶分析紙帶分析以下為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的紙帶以下為打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)紙帶分析來(lái)得到自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律呢通過(guò)紙帶分析來(lái)得到自由落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)位移運(yùn)動(dòng)位移s/mms/mm運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/st/ss/t2的單位的單位cm/s2cm/s2cm/s2cm/s2cm/s2猜時(shí)間：猜時(shí)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(lái)看來(lái)看, ,應(yīng)為加速度。因此猜測(cè)自由應(yīng)為加速度。因此猜測(cè)自由落體運(yùn)動(dòng)中應(yīng)為加速度不變。即自由落體運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)落體運(yùn)動(dòng)中應(yīng)為加速度不變。即自由落體運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的圖

7、象復(fù)習(xí)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(jì)坐標(biāo)軸所謂的面積計(jì)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(yùn)動(dòng)的平均速度公式自由落體運(yùn)動(dòng)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(diǎn)既

8、代注意：從圖中容易看出，此點(diǎn)既代表平均速度，又是時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)表平均速度，又是時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度速度因此可得一個(gè)求瞬時(shí)因此可得一個(gè)求瞬時(shí)速度的公式速度的公式2/ tvv例：例：?jiǎn)挝粏挝?mmA BCDEF,ACACACBtsvv,BDBDBDctsvv前面計(jì)算中出現(xiàn)的前面計(jì)算中出現(xiàn)的s/t2s/t2在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)可視為在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)可視為恒量恒量。從單位可推。從單位可推測(cè)該衡量是測(cè)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(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)只受重力只受重力，靜止開(kāi)始，靜止開(kāi)始重力加速度重力加速度符號(hào)：符號(hào)：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(diǎn)一是矢量，方向豎直向下。其數(shù)值在地球上不同地點(diǎn)一般是不同的，要求不是太高時(shí)可以取般是不同的，要求不是太高時(shí)可以取g g9.8m9.8ms s2 2. .有時(shí)甚至可取有時(shí)甚至可取g g10m10ms s2 2. .自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)的自由落體運(yùn)動(dòng)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(guò)程可以近似地看作是自由落體運(yùn)動(dòng)。假定例：屋檐上水滴下落的過(guò)程可以近似地看作是自由落體運(yùn)動(dòng)。假定水滴從水滴從10m10m高的屋檐上無(wú)初速滴落，水滴下落到地面時(shí)的速度大約高的屋檐上無(wú)初速

10、滴落，水滴下落到地面時(shí)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(shí)的速度水滴下落到地面時(shí)的速度討論交流討論交流在現(xiàn)實(shí)中，雨滴大約在在現(xiàn)實(shí)中，雨滴大約在1.5km1.5km左右的高空形成并開(kāi)始下落。計(jì)算一左右的高空形成并開(kāi)始下落。計(jì)算一下，若該雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？遇到過(guò)下，若該雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？遇到過(guò)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(guò)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(guò)8m8ms.s.為什么它們的差別會(huì)這么大

11、？為什么它們的差別會(huì)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(shí)際上，從實(shí)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(shí)踐與拓展實(shí)踐與拓展1.1.對(duì)于禁止高空擲物的看法對(duì)于禁止高空擲物的看法2.2.測(cè)量反應(yīng)時(shí)間（作法：兩人配合，一把直尺）測(cè)量反應(yīng)時(shí)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(yùn)動(dòng)，由靜止開(kāi)始下落一物體在地球上做自由落體運(yùn)動(dòng)，由靜止開(kāi)始下落4.9m4.9m所用時(shí)間是所用時(shí)間是1s.1s.該物體在月球上做自由落體運(yùn)動(dòng)，由靜止開(kāi)始下落該物體在月球上做自由落體運(yùn)動(dòng)，由靜止開(kāi)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？