運(yùn)動的研究第5節(jié)自由落體運(yùn)動(28張ppt)

1、一、歷史上關(guān)于落體運(yùn)動快慢研究一、歷史上關(guān)于落體運(yùn)動快慢研究1 1、二千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德提、二千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：輕重不同的物體下落時，重的物體下落得出：輕重不同的物體下落時，重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。這個觀點(diǎn)是否正確呢？快，輕的物體下落得慢。這個觀點(diǎn)是否正確呢？ 2、16世紀(jì)末，意大利比薩大學(xué)的青年學(xué)者世紀(jì)末，意大利比薩大學(xué)的青年學(xué)者伽利略伽利略(GalileoGalilei，15641642)對亞對亞里士多德的論斷表示了懷疑里士多德的論斷表示了懷疑世界著世界著名的比名的比薩薩斜塔斜塔實(shí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證明明重的鐵重的鐵球和輕球和輕的鐵球的鐵球下落快下落快慢

2、相同慢相同 演示演示1 1在同一高度同時釋放一支粉筆頭（或在同一高度同時釋放一支粉筆頭（或一枚硬幣）和一張紙片，請觀察物體是否同時落地。一枚硬幣）和一張紙片，請觀察物體是否同時落地。 演示演示2 2把紙片揉成紙團(tuán)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，請觀把紙片揉成紙團(tuán)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，請觀察物體是否同時落地。察物體是否同時落地。 為什么有時重的物體下落得快，有時輕重為什么有時重的物體下落得快，有時輕重不同的物體下落得快慢幾乎一樣？不同的物體下落得快慢幾乎一樣？ 二、今天我們自己也可以研究這個問題二、今天我們自己也可以研究這個問題原因原因: :空氣阻力對運(yùn)動快慢有影響空氣阻力對運(yùn)動快慢有影響如果物體只受如果物體只受重力

3、重力作用作用(空氣阻空氣阻力可忽略不計(jì)時力可忽略不計(jì)時)，在同一高度靜，在同一高度靜止釋放不同物體止釋放不同物體,它們下落的快慢它們下落的快慢應(yīng)該相同，而應(yīng)該相同，而與物體輕重?zé)o關(guān)與物體輕重?zé)o關(guān)牛頓管牛頓管抽氣后，就排除了抽氣后，就排除了 的影響的影響 注意：觀察實(shí)驗(yàn)注意：觀察實(shí)驗(yàn) 得出結(jié)論得出結(jié)論空氣空氣牛頓管實(shí)驗(yàn)牛頓管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：現(xiàn)象： 。結(jié)論：結(jié)論： 。 在真空中下落快慢與物體的在真空中下落快慢與物體的重量無關(guān)重量無關(guān)在真空中同時落地在真空中同時落地 阿波羅登月實(shí)驗(yàn)阿波羅登月實(shí)驗(yàn) 1970年，年，阿波羅飛阿波羅飛船登上無大氣的月球后，船登上無大氣的月球后，宇航員特地做了使羽毛宇航員特地做了

4、使羽毛和重錘從同一高度同時和重錘從同一高度同時釋放的實(shí)驗(yàn)，無數(shù)觀眾釋放的實(shí)驗(yàn)，無數(shù)觀眾從熒屏上看到，它們并從熒屏上看到，它們并排下落，同時落到月球排下落，同時落到月球表面。表面。一、定義：一、定義：物體物體 只在重力作用只在重力作用下下 從從 靜止靜止 開始下落的運(yùn)動開始下落的運(yùn)動三、性質(zhì)：三、性質(zhì)：自由落體運(yùn)動自由落體運(yùn)動2.4 2.4 自由落體運(yùn)動自由落體運(yùn)動二、特點(diǎn)：二、特點(diǎn)：V0=0只受重力只受重力 如果空氣阻力對物體影響很小，可忽略不計(jì)，那么，物體在如果空氣阻力對物體影響很小，可忽略不計(jì)，那么，物體在空氣中從靜止開始下落的運(yùn)動就可以看作是自由落體運(yùn)動?？諝庵袕撵o止開始下落的運(yùn)動就可以

5、看作是自由落體運(yùn)動。打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)計(jì)時器紙帶紙帶夾子夾子重物重物實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3: 3: 用打點(diǎn)計(jì)時器測自由落體的加速度用打點(diǎn)計(jì)時器測自由落體的加速度實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理x1x4x3x6x7x2x5g =9.8m/s2或或g =10m/s2自由落體運(yùn)動自由落體運(yùn)動一、定義：一、定義：物體物體 只在重力作用只在重力作用下下 從從 靜止靜止 開始下落的運(yùn)動開始下落的運(yùn)動三、性質(zhì)：三、性質(zhì)：自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動四、加速度四、加速度大小大小:a=g（重力加速度）（重力加速度）緯度越高緯度越高 方向方向: .豎直向下豎直向下g 值越大值越

6、大二、特點(diǎn)：二、特點(diǎn)：只受重力只受重力V0=0 五、重力加速度五、重力加速度 在同一地點(diǎn)，一切物體在做自由落體運(yùn)動中的加速在同一地點(diǎn)，一切物體在做自由落體運(yùn)動中的加速度都相同，這個加速度叫度都相同，這個加速度叫重力加速度重力加速度，用用g 表示。表示。 在地球上不同地點(diǎn)，在地球上不同地點(diǎn)，g 的值略有不同。的值略有不同。 在通常的計(jì)算中，取在通常的計(jì)算中，取 g = 9.8 m/s 2。重力加速度。重力加速度方向總方向總是豎直向下。是豎直向下。g ( m/s2 )地地 點(diǎn)點(diǎn) 北北 極極 北北 京京上上 海海 廣廣 州州赤赤 道道緯緯 度度 9. 832 9. 801 9. 794 9. 788

7、 9. 780 39 56 90 31 12 23 06 0 赤道：赤道：g=9.780m/s2北京：北京：g=9.801m/s2北極：北極：g=9.832m/s2隨緯度升高，重力加速度增大。隨緯度升高，重力加速度增大。莫斯科：莫斯科：g=9.816m/s2 地 點(diǎn) 緯 度重力加速(ms-2) 特 點(diǎn) 赤道 0 9.780 最小 廣州2306 9.788 武漢3033 9.794 上海3112 9.794 東京3543 9.798 北京3956 9.801 紐約4040 9.803 莫斯科5545 9.816 北極90 9.832 最大六、速度和位移公式六、速度和位移公式V=V0+atV -

8、V0 =2aX2 22 2X=V0t+ at2 22 21 1勻變速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動自由落體運(yùn)動自由落體運(yùn)動gggV= gtV = 2gX2 2X= gt2 22 21 1小結(jié)小結(jié)物體物體 只只在重力作用在重力作用下下 從從 靜止靜止 開開始下落的運(yùn)動始下落的運(yùn)動一、定義一、定義:三、性質(zhì)：三、性質(zhì)：自由落體運(yùn)動是初速度為自由落體運(yùn)動是初速度為零零的的勻加速勻加速直線運(yùn)動直線運(yùn)動四、加速度四、加速度(重力加速度重力加速度)方向方向: .豎直向下豎直向下大小大小: g =9.8m/s2或或g =10m/s2緯度越高緯度越高 g 值越大值越大二、特點(diǎn)：二、特點(diǎn)：只受重力只受重力V0=0四、速

9、度和位移公式四、速度和位移公式V= gtV = 2gX2 2X= gt2 22 21 1例例1、關(guān)于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是（、關(guān)于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是（ ）A、物體豎直向下的運(yùn)動一定是自由落體運(yùn)動、物體豎直向下的運(yùn)動一定是自由落體運(yùn)動B、自由落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為、自由落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為g的的 豎直向下的勻加速直線運(yùn)動豎直向下的勻加速直線運(yùn)動C、物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動、物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動 叫自由落體運(yùn)動叫自由落體運(yùn)動D、當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計(jì)時，、當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計(jì)時， 物體靜止開始下落的

10、運(yùn)動可看作自由落體物體靜止開始下落的運(yùn)動可看作自由落體 運(yùn)動運(yùn)動例例2、關(guān)于自由落體運(yùn)動的加速度、關(guān)于自由落體運(yùn)動的加速度g，下列說法，下列說法 正確的是（正確的是（ ）A、重的物體、重的物體g大大B、同一地點(diǎn)，輕、重物體的、同一地點(diǎn)，輕、重物體的g值一樣大值一樣大C、g值在地球上任何地方都一樣大值在地球上任何地方都一樣大D、g值在赤道處大于北極處值在赤道處大于北極處例例3、一個物體從樓頂下落，在到達(dá)地面前最后、一個物體從樓頂下落，在到達(dá)地面前最后 1s內(nèi)下落的高度為樓高的內(nèi)下落的高度為樓高的7/16，求樓高？，求樓高？例例4、為了求出塔的高度，從塔頂只有下落一石、為了求出塔的高度，從塔頂只有

11、下落一石 子，除了需要知道重力加速度以外，還需子，除了需要知道重力加速度以外，還需 只知道下面哪一項(xiàng)（只知道下面哪一項(xiàng)（ ）A、石子落至地面所經(jīng)歷的時間、石子落至地面所經(jīng)歷的時間B、最初、最初1s內(nèi)石子的位移內(nèi)石子的位移C、最后、最后1s內(nèi)石子的位移內(nèi)石子的位移D、第、第1s末的速度和第末的速度和第2s末的速度末的速度例例5、水滴從屋檐自由落下，當(dāng)它通過屋檐下、水滴從屋檐自由落下，當(dāng)它通過屋檐下 高為高為1.4m的窗戶時，用時的窗戶時，用時0.2s，空氣阻，空氣阻 力不計(jì)，取力不計(jì)，取g=10m/s2，求此窗戶離屋檐，求此窗戶離屋檐 距離？距離？例例6、為了測出井口到水面的距離，讓一小石塊從井

12、口、為了測出井口到水面的距離，讓一小石塊從井口自由下落，經(jīng)過秒后聽到石塊擊水的聲音，估自由下落，經(jīng)過秒后聽到石塊擊水的聲音，估計(jì)井口到水面的距離計(jì)井口到水面的距離考慮到聲音在空氣中傳播需用一定的時間，估算結(jié)果考慮到聲音在空氣中傳播需用一定的時間，估算結(jié)果偏大還是偏小？偏大還是偏小？ 例例7：雨滴通常從雨滴通常從 1 500 m 左右的高度落下，如果沒有左右的高度落下，如果沒有空氣阻力，問經(jīng)過多長時間落到地面？它落到地面時的速空氣阻力，問經(jīng)過多長時間落到地面？它落到地面時的速度是多少？度是多少？ght2 s5 .17s8 . 950012 雨滴落地時的速度為雨滴落地時的速度為m/s5 .171m

13、/s5 .178 . 9 gtvt 解：解：如果沒有空氣阻力，雨滴下落的運(yùn)動可以看成自如果沒有空氣阻力，雨滴下落的運(yùn)動可以看成自由落體運(yùn)動，由公式由落體運(yùn)動，由公式 得得221=tgh 討論：討論：實(shí)際上雨滴落到地面的速度不超過實(shí)際上雨滴落到地面的速度不超過8 m/s，說明，說明物體從很高的地方下落時，空氣阻力是不可忽略的，有時物體從很高的地方下落時，空氣阻力是不可忽略的，有時空氣阻力可以大到等于物體的重力?？諝庾枇梢源蟮降扔谖矬w的重力。 例例8：如圖所示，一個小鋼球做自由落體運(yùn)動。測得小如圖所示，一個小鋼球做自由落體運(yùn)動。測得小鋼球經(jīng)過鋼球經(jīng)過 A點(diǎn)時的速度是點(diǎn)時的速度是 2.42 m/s

14、，經(jīng)過，經(jīng)過 B 點(diǎn)時的速度是點(diǎn)時的速度是 4.64 m/s， 所用時間是所用時間是0. 226 s，求此地的重力加速度和，求此地的重力加速度和AB 間的距離。間的距離。 解：解：因?yàn)樽杂陕潴w是勻加速直線運(yùn)動，所以因?yàn)樽杂陕潴w是勻加速直線運(yùn)動，所以tvvgAB- - 22m/s82. 9m/s226. 042. 264. 4 - -tvvhBAAB2 m80. 0m226. 0264. 442. 2 tgvvAB - -AB 1. 在某地讓一個小球從在某地讓一個小球從 17.7 m 高的地方自由下落，高的地方自由下落，測得小球下落到地面處所用的時間是測得小球下落到地面處所用的時間是1.9 s，

15、求此地的重力，求此地的重力加速度和加速度和1.9 s 末的速度。末的速度。22thg 222m/s8 . 9m/s9 . 17 .172 小球在小球在1.9 s 末的速度為末的速度為m/s6 .18m/s9 . 18 . 9 gtvt 解：解：由公式由公式 得得221=tgh 練練 習(xí)習(xí) 2. 一個物體從一個物體從 19.6 m 高的地方自由下落，問經(jīng)過多高的地方自由下落，問經(jīng)過多長時間落到地面？它落到地面時的速度是多少？長時間落到地面？它落到地面時的速度是多少？ght2 s0 . 2s8 . 96 .192 物體落地時的速度為物體落地時的速度為m/s6 .19m/s0 . 28 . 9 gt

16、vt 解：解：由公式由公式 得得221=tgh2、16世紀(jì)末，意大利比薩大學(xué)的青年學(xué)者佃利略(GalileoGalilei，15641642)對亞里士多德的論斷表示了懷疑后來，他在1638年出版的兩種新科學(xué)的對話，一書中對此作出了評論根據(jù)亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的下落速度大假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把兩塊石頭捆在一起時，大石頭會被小石頭拖著面減慢，結(jié)果整個系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8：但兩塊石頭捆在一起，總的重力比大石頭還要重，因此整個系統(tǒng)下落的速度要比8還大這樣，就從“重物比輕物落得快”的前提推斷出了互相矛盾的結(jié)論，這使亞里士多德的理論陷入了困境為了擺脫這種困境，伽利略認(rèn)為只有一種可能性，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快(傳說伽利略在比薩斜塔上做過落體實(shí)驗(yàn)，但后來又被嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目甲C否定了盡管如此，來自世界各地的人們都要前往參觀，他們把這莊古塔看作伽利略的紀(jì)念碑)人有了知識，就會具備各種分析能力，人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，所以我