1、第二章第二章 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究第五节自由落体运动第五节自由落体运动第六节伽利略对自由落体运动的研究第六节伽利略对自由落体运动的研究 1理解自由落体运动的条件与性质 2掌握重力加速度的概念 3掌握自由落体运动的规律，并能应用其解决实际问题 一、自由落体运动 1定义：物体只在 作用下从 开始下落的运动 2物体做自由落体运动的条件(1)只受 作用(2)等于零 3运动性质：自由落体运动是初速度为零的 运动重力重力静止静止重力重力初速度初速度匀加速直线匀加速直线 二、自由落体加速度 1定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做，也叫做 2方向：3大小：地球上
2、其大小随地理纬度的增加而 ，在赤道上 ，两极处 ，一般计算中，常取g 或 g.重力加速度重力加速度自由落体加速度自由落体加速度竖直向下竖直向下增大增大最小最小最大最大9.8 m/s210 m/s2 三、自由落体运动规律 1自由落体运动实质上是初速度v0，加速度a 的 运动0匀加速直线匀加速直线g 月球上没有空气，宇航员在月球表面从同一高度由静止释放羽毛和铁片，两者是否同时着地？提示：由于没有空气，二者均只受月球引力作用，加速度相等，同时着地.一、正确理解自由落体运动 1物体做自由落体运动的条件 第一，初速度为零；第二，除重力之外不受其他力的作用 2是一种理想化的运动模型 自由落体运动只有在没有
3、空气的空间里才能发生，在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体运动，只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可当做自由落体运动来处理如在空气中距地面不太高处小铁球或小石块由静止释放后的运动，就可以看做自由落体运动 3自由落体运动的实质：自由落体运动的实质是初速度为零、加速度ag的匀加速直线运动，它是我们前面所学的匀变速直线运动的一个特例 4自由落体加速度重力加速度(1)产生原因：由于地球上的物体受到重力而产生的(2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处重力加速度最小，在两极处重力加速度最大，但差别很小.在地面
4、上的同一地点，随高度的增加，重力加速度减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变在一般的计算中，可以取g9.8 m/s2或g10 m/s2.(3)方向：竖直向下 5运动图象：自由落体运动的vt图象是一条过原点的倾斜直线，倾斜程度kg.如图：二、自由落体规律 1公式与推论的得出 自由落体运动是匀变速直线运动在初速度v00，加速度ag时的一种特例因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般公式来推导 2.几个比例关系 自由落体运动是v00的匀加速直线运动，所以(1)1T末、2T末、3T末nT末瞬时速度之比为 v1 v2 v3 1 2 3 n(2)1T内、2T内、3T内nT内的位移之比为 x1 x2
5、 x3 xn12 22 32 n2(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内第n个T内的位移之比为 x x x xn1 3 5 (2n1)三、用打点计时器测量自由落体加速度 1装置与器材用打点计时器可以研究自由落体运动的规律，实验装置如图所示 2注意事项 为尽量减小空气阻力的影响，重物应选密度大的材料，如铁锤等 打点计时器应竖直固定好 重物应靠近打点计时器释放，且要先闭合打点计时器电源再放手让重物运动 改变重物的重量，重复打出几条纸带 3原理探究 如图所示，在相邻的相等时间t内，其位移分别为：4纸带分析 取点原则：如图所示，从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的位
6、置取一个开始点A，然后每5个计时点(或者说每隔4个计时点)取一个计数点，记为B、C、D、E、F、，这样每相邻两个计数点间的时间间隔为T0.1 s，计算比较方便 测量长度：利用毫米刻度尺测出各点到A点的距离，算出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6 5实验结论 自由落体运动是初速度v00、加速度ag的匀加速直线运动.从离地500 m的空中自由落下一个小球，取g10 m/s2，求：(1)经过多长时间小球落到地面；(2)从开始下落的时刻起，小球在第1 s内的位移和最后1 s内的位移；(3)小球下落一半时间的位移 自由落体规律的应用 思路点拨：解答本题时应把握以下两点：(1)自由落体运
7、动的时间由高度决定(2)最后一秒内的位移等于总高度减去最后一秒之前下降的高度【针对训练】1.一个物体从80米高的地方自由下落(忽略空气阻力)，求物体接触地面前一瞬间的速度？最后一秒内的位移？(g取10 m/s2)某学生在自己家内通过2 m高的窗户观察到一个花瓶贴近窗户下落，花瓶经过窗户的时间约0.2 s，请你根据这些数据，求花瓶掉落位置到窗户上边沿的距离(g取10 m/s2)灵活选取自由落体运动过程解决实际问题【题后总结】(1)从自由落体运动中截取一段，运动过程为匀加速直线运动(2)所有匀变速直线运动规律对自由落体都成立，要注意灵活选取过程和公式【针对训练】2.一质点从h高处自由下落，经过最后
8、196 m所用的时间是4 s，若空气阻力不计，求物体下落的总时间t和下落的总高度h.(g取9.8 m/s2)某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电源频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如图乙所示 自由落体加速度的测定甲甲 从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对实验结果起作用的，方法A中有_；方法B中有_因此，选择方法_(选填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的_(选填“系统”或“偶然”)误差本实验误差的主要来源有_(试举出两条)思路点拨：本题考查利用纸带求加速度的实验，要求学生有较高的处理实
9、验数据的能力 该同学的两种方法中，我们先不代入数据，通过公式的运算，比较哪种方法更合理在结果中所用到的测量数据越多，偶然误差越小 从计算结果可看出，x1、x2、x3、x4、x5、x6六个数据都参与了运算，因此方法B的误差更小，选择方法B更合理，这样可以减少实验的偶然误差本实验的误差来源除了上述由测量和计算带来的误差外，其他的误差还有阻力(包括空气阻力、振针的阻力、限位孔及复写纸的阻力等)，打点计时器打点的频率变动，长度测量，数据处理方法等 答案：x1和x6x1、x2、x3、x4、x5、x6六个数据B偶然见解析【针对训练】3.用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图所示的一段纸带测得AB7.65 cm，BC9.17 cm.已知交流电频率是50 Hz，则打B点时物体的瞬时速度为_m/s.当地的重力加速度为_m/s2，如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是_ 误区：不能分析物体的具体运动而导致错误【典型例题】氢气球连同气球中物体以10 m/s的速度匀速下降，当距地面h40 m时，气球中的物体与气球脱离，求物体经多长时间到达地面(物体所受空气阻力不计)谢谢观看！谢谢观看！
