单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 匀变速直线运动的研究,2.5 自由落体运动,第二章 匀变速直线运动的研究2.5 自由落体运动,1,一.历史的回顾,亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察，直接得出结论：,重的物体比轻的物体下落的快,，即“,重快轻慢,”。由于他在学术界的崇高地位，且该结论符合生活经验，这种论断流传了近2000年。,亚里士多德,(Aristotle，前384322),重的快！,1.,亚里士多德的观点,一.历史的回顾 亚里士多德通过对大量的物体自由,2,2.伽利略的观点,1.,16世纪，意大利的科学家,伽利略,用,假设,的方法巧妙地推翻了这种观点。,2.实验,：在比萨斜塔用实验证明了这种观点（？）,1590年，传说伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。,一样快！,2.伽利略的观点 1.16世纪，意大利的科学家伽,3,伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端,爱因斯坦,真正的物理学开始了,3.,爱因斯坦,评价,：,3.爱因斯坦评价：,4,实验1:,将一粉笔头和一张展开的纸片从同一高度自由下落,实验2:,把一张纸片捏成纸团，将纸团和一张展开的纸片从同一高度自由下落,实验3:,把半张纸片捏成纸团，将纸团和一张展开的完整的纸片从同一高度自由下落,原因:,空气阻力对运动快慢有影响,二,.,探究影响落体运动,快慢因素,实验1:原因:空气阻力对运动快慢有影响 二.探究影响落体运,5,牛顿管,抽气后，就排除了,的影响,注意：观察实验,得出结论,空气阻力,现象：,_,在真空中下落快慢与物体的重量无关,在真空中同时落地,结论,：,_,牛顿管抽气后，就排除了 的,6,锤子,羽毛,知识链接：,1971年，乘坐阿波罗15号飞船登月的宇航员大卫斯科特,(David Scott),将一把锤子和一根羽毛带上了月球，在没有大气的月球上做了有趣的自由落体试验。通过电视直播，全球观众看到的结果当然是,轻柔的羽毛和沉重的铁锤同时落到月球表面,。,月球上物体下落的实验,锤子羽毛知识链接：月球上物体下落的实验,7,三,.,自由落体运动,1,.定义,：,物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,注意：在有空气的空间里，如物体重力远远大于所受空气阻力，此阻力可忽略不计，则物体下落的运动也可看作自由落体运动,2.特点：,（）物体只受重力作用,（）物体由静止开始下落,三.自由落体运动 1.定义：物体只在重力作用下从静止开始,8,探究,：自由落体运动的运动性质,用打点计时器研究自由落体运动,设计实验方案（一）,3.,运动,性质：,探究：自由落体运动的运动性质用打点计时器研究自由落体运动设,9,x,1,x,2,x,3,x,4,x,5,x,6,也可以用,频闪照相,来研究自由落体运动,设计实验方案（二）,探究,：自由落体运动的运动性质,v-t,图象是一条倾斜的直线,自由落体运动,是,初速度为0,的,匀加速直线运动,。,x1x2x3x4x5x6也可以用频闪照相来研究自由落体运动设,10,4,.,自由落体加速度,（1）,在同一地点，一切物体自由下落的加速度,都相同，这个加速度叫做自由落体的加速,度，也叫做重力加速度。用g 来表示。,（2）,方向：竖直向下,（3）,大小：与地理位置（高度和纬度）有关,从低处到高处重力加速度在减小；,从两极到赤道重力加速度在减小。,注意：通常取,g=9.8m/s,2,粗略计算时可取,g=10m/s,2,4.自由落体加速度（1）在同一地点，一切物体自由下落的加速度,11,重力加速度的数值 g/(,m,/,s,2,),地点,纬度,重力加速度,赤道,0,0,9.780,广州,23,0,06,9.788,武汉,30,0,33,9.794,上海,31,0,12,9.794,东京,35,0,43,9.798,北京,39,0,56,9.801,纽约,40,0,40,9.803,莫斯科,55,0,45,9.816,北极,90,0,9.832,特点：g随纬度的升高而增大；赤道处最小，两极最大,重力加速度的数值 g/(m/s2)地点纬度重力加速度赤道0,12,随海拔高度升高，重力加速度减小,随海拔高度升高，重力加速度减小,13,5.自由落体的运动规律,匀变速直线运动,速度公式,位移公式,位移速度公式,平均速度公式,自由落体运动,v,o,=0,a=g,5.自由落体的运动规律匀变速直线运动速度公式位移公式位移速,14,【例1】从离地500m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s,2,，求：（1）经过多少时间落到地面；（2）从开始落下的时刻起，在第1s内的位移、最后1s内的位移；（3）落下一半时间的位移,（1）由公式：h=gt,2,，得落地时间：,所以最后1s内的位移为：h,10,=h-h,9,=500m-405m=95m,（3）落下一半时间即t,0,=5s，其位移为：h,5,=105,2,=125m,解析：,（2）第1s内的位移：h,1,=gt,1,2,=1012=5m,因为前9s内的位移为：h,2,=gt,2,2,=1092=405m,【例1】从离地500m的空中自由落下一个小球，取g=10m/,15,四,.,实际,应用(一)-,测高度,测高度,比如测一口井的深度,测山涯、房的高度等等.,H=?,四.实际应用(一)-测高度测高度比如测一口井的深度,测,16,四,.,实际,应用-测高度,解：由题意物体做自由落体运动，t=2s，g取9.8m/s,2,所以,【例1】,为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音。求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。,四.实际应用-测高度解：由题意物体做自由落体运动，t,17,【例2】,从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的7/16，求塔高？,分析：,石子的下落可以近似看作自由落体运动，因此可以自由落体运动的规律来求解本问题,解法一：,设石下落的总时间为t，塔高为H，则下落距离为塔高的9/16时经过时间（t-1），根据自由落体运动的位移公式：,解、两式得：t=4s H=80m,H,=,gt,2,四,.,实际,应用(一)-,测高度,【例2】从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为,18,做一做,测定反应时间,1.思考一下，测定反应时间的原理是什么？,四,.,实际,应用（二）,测反应时间,人从发现情况到做出反应所需的时间叫反应时间,原理:,人的反应时间等于直尺下落的时间,2.如何操作，需要读哪些数据？,做一做1.思考一下，测定反应时间的原理是什么？四.实际应,19,四,.,实际,应用(三)-,测曝光时间,做一做,有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测该照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。,已知每块砖的平均厚度为,6 cm,，石子自由下落的起始位置距地面的高度约,2.5m,。怎样估算这个照相机的曝光时间？,A,B,地面,石子下落的径迹,四.实际应用(三)-测曝光时间做一做有一种“傻瓜”照相,20,四,.,实际,应用(三)-,测曝光时间,做一做,A,B,地面,石子下落的径迹,通过砖的层数估算A点的高度,60cm,通过砖的层数估算AB的长度,12cm,石子从起落点到A点的高度,190cm,由此算出石子经过A点的速度,由v,2,=2gh知,V=,62m/s,由此算出石子通过AB所用的时间：,四.实际应用(三)-测曝光时间做一做AB地面石子下落的,21,1.以下对自由落体运动的说法中正确的是,(),物体开始下落时,速度为零,加速度也为零;,物体下落过程中速度增加,加速度保持不变;,物体下落过程中,速度和加速度同时增大;,物体下落过程中,速度的变化率是个恒量.,练习:,B D,1.以下对自由落体运动的说法中正确的是()练,22,2、关于自由落体运动的加速度g，下列说法,正确的是（）,A、重的物体g大,B、同一地点，轻、重物体的g值一样大,C、g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,B,2、关于自由落体运动的加速度g，下列说法A、重的物体g大B,23,3.,在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时下落下列说法中正确地是,（）,A、重的石块先落地,B、轻的木块先落地,C、在着地前的任一时刻，两者具有相同的速度、相同的位移。,D、二者在下落这段时间内的平均速度相等。,C D,3.在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时下落,24,4.,1991年5月11日北京晚报，报道了一位青年奋勇接住一个从15层高楼 窗口跌出的孩子的动人事迹。设每层楼高度是2.8m，这位青年从他所在的地方冲到楼下所需要的时间1.3s，请你估计一下他要接住孩子，至多允许他有多长的反应时间？,解：已知楼高h=2.8m14=39.2m，小孩下落所用时间,可根据h=1/2at,2,求出：,t=,=,s=2.8s,至多允许这位青年的反应时间是,2.8s-1.3s=1.5s,4.1991年5月11日北京晚报，报道了一位青年奋勇接,25,布置作业,1、某物体,自由下落，求：,（1）在ts末、2ts末、3ts末的速度之比是多少？,（2）,在头ts内，头2ts内和头3ts内下落的高度之比是多少？,（3）在第1个ts内、第2个ts内、第3个ts内下落的高度之比是多少？,2、屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上下沿，如图所示，问：（g=10m/s,2,),1)此屋檐离地面多高？,2）滴水的时间间隔是多少？,布置作业1、某物体自由下落，求：2、屋檐每隔一定时间滴下一滴,26,选作题、一根长度为L的细杆悬挂着，在杆的正下方距杆下端L处有一长度也为L的空心直圆筒，剪断悬挂细杆的绳子，使杆自由落下，从圆筒中穿过。,求：细杆穿过圆筒所需要的时间。,选作题、一根长度为L的细杆悬挂着，在杆的正下方距杆下端L处有,27,