自由落体运动PPT课件.ppt

1、一、历史上关于落体运动快慢研究一、历史上关于落体运动快慢研究1 1、二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：、二千多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻重不同的物体下落时，重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢？2、16世纪末，意大利比萨大学的青年学者世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略伽利略(GalileoGalilei，15641642)对对亚里士多德的论断表示了怀疑亚里士多德的论断表示了怀疑世界著世界著名的比名的比萨萨斜塔斜塔实验证实验证明明重的铁重的铁球和轻球和轻的铁球的铁球下落快下落快慢相

2、同慢相同 演演示示1 1在在同同一一高高度度同同时时释释放放一一支支粉粉笔笔头头（或或一一枚硬币）和一张纸片，请观察物体是否同时落地。枚硬币）和一张纸片，请观察物体是否同时落地。演演示示2 2把把纸纸片片揉揉成成纸纸团团，重重复复以以上上实实验验，请请观观察物体是否同时落地。察物体是否同时落地。为为什什么么有有时时重重的的物物体体下下落落得得快快，有有时时轻轻重重不同的物体下落得快慢几乎一样？不同的物体下落得快慢几乎一样？二、今天我们自己也可以研究这个问题二、今天我们自己也可以研究这个问题原因原因:空气阻力对运动快慢有影响空气阻力对运动快慢有影响如果物体只受如果物体只受重力重力作用作用(空气阻

3、空气阻力可忽略不计时力可忽略不计时)，在同一高度静，在同一高度静止释放不同物体止释放不同物体,它们下落的快慢它们下落的快慢应该相同，而应该相同，而与物体轻重无关与物体轻重无关猜想：牛顿管牛顿管抽气后，就排除了抽气后，就排除了 的影响的影响 注意：观察实验注意：观察实验 得出结论得出结论空气空气牛顿管实验牛顿管实验现象：现象：。结论：结论：。在真空中下落快慢与物体的在真空中下落快慢与物体的重量无关重量无关在真空中同时落地在真空中同时落地 阿波罗登月实验阿波罗登月实验 1970年年，阿阿波波罗罗飞飞船船登登上上无无大大气气的的月月球球后后，宇宇航航员员特特地地做做了了使使羽羽毛毛和和重重锤锤从从同

4、同一一高高度度同同时时释释放放的的实实验验，无无数数观观众众从从荧荧屏屏上上看看到到，它它们们并并排排下下落落，同同时时落落到到月月球球表面。表面。一、定义：一、定义：物体物体 只在重力作用只在重力作用下下 从从 静止静止 开始下落的运动开始下落的运动三、性质：三、性质：自由落体运动自由落体运动2.4 2.4 自由落体运动自由落体运动二、特点：二、特点：V0=0只受重力只受重力 如果空气阻力对物体影响很小，可忽略如果空气阻力对物体影响很小，可忽略不计，那么，物体在空气中从静止开始下不计，那么，物体在空气中从静止开始下落的运动就可以看作是自由落体运动。落的运动就可以看作是自由落体运动。打点计时器

5、打点计时器纸带纸带夹子夹子重物重物实验实验3 3:用打点计时器测自由落体的加速度用打点计时器测自由落体的加速度实验装置实验装置数据处理数据处理x1x4x3x6x7x2x5g=9.8m/s2或或g=10m/s2自由落体运动自由落体运动一、定义：一、定义：物体物体 只在重力作用只在重力作用下下 从从 静止静止 开始下落的运动开始下落的运动三三、性质：、性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动四、加速度四、加速度大小大小:a=g（重力加速度）（重力加速度）纬度越高纬度越高 方向方向:.竖直向下竖直向下g 值越大值越大二、特点：二、特点：只受重力只受重力V

6、0=0 五、重力加速度五、重力加速度 在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速在同一地点，一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫度都相同，这个加速度叫重力加速度重力加速度，用用g 表示。表示。在地球上不同地点，在地球上不同地点，g 的值略有不同。的值略有不同。在通常的计算中，取在通常的计算中，取 g=9.8 m/s 2。重力加速度重力加速度方向总方向总是竖直向下。是竖直向下。g(m/s2)地地 点点 北北 极极 北北 京京上上 海海 广广 州州赤赤 道道纬纬 度度 9.832 9.801 9.794 9.788 9.780 39 56 90 31 12 23 06 0 赤道

7、赤道：g=9.780m/s2北京：北京：g=9.801m/s2北极：北极：g=9.832m/s2随随纬纬度度升升高高，重重力力加加速速度度增增大大。莫斯科：莫斯科：g=9.816m/s2 地 点 纬 度重力加速(ms-2)特 点 赤道 0 9.780 最小 广州2306 9.788 武汉3033 9.794 上海3112 9.794 东京3543 9.798 北京3956 9.801 纽约4040 9.803 莫斯科5545 9.816 北极90 9.832 最大六、速度和位移公式六、速度和位移公式V=V0+atV -V0=2aX2 22 2X=V0t+at2 22 21 1匀变速直线运动匀

8、变速直线运动自由落体运动自由落体运动gggV=gtV =2gX2 2X=gt2 22 21 1小结小结物体物体 只只在重力作用在重力作用下下 从从 静止静止 开开始下落的运动始下落的运动一、定义一、定义:三三、性质：、性质：自由落体运动是初速度为自由落体运动是初速度为零零的的匀加速匀加速直线运动直线运动四、加速度四、加速度(重力加速度重力加速度)方向方向:.竖直向下竖直向下大小大小:g=9.8m/s2或或g=10m/s2纬度越高纬度越高 g 值越大值越大二、特点：二、特点：只受重力只受重力V0=0四、速度和位移公式四、速度和位移公式V=gtV =2gX2 2X=gt2 22 21 1例例1、关

9、于自由落体运动，下列说法正确的是（、关于自由落体运动，下列说法正确的是（）A、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动、物体竖直向下的运动一定是自由落体运动B、自由落体运动是初速度为零、加速度为、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的的 竖直向下的匀加速直线运动竖直向下的匀加速直线运动C、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 叫自由落体运动叫自由落体运动D、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，、当空气阻力的作用比较小、可以忽略不计时，物体静止开始下落的运动可看作自由落体物体静止开始下落的运动可看作自由落体 运动运动例例2、关于自由落体运动的加速度、关于

10、自由落体运动的加速度g，下列说法，下列说法 正确的是（正确的是（）A、重的物体、重的物体g大大B、同一地点，轻、重物体的、同一地点，轻、重物体的g值一样大值一样大C、g值在地球上任何地方都一样大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值在赤道处大于北极处例例3、一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后、一个物体从楼顶下落，在到达地面前最后 1s内下落的高度为楼高的内下落的高度为楼高的7/16，求楼高？，求楼高？例例4、为了求出塔的高度，从塔顶只有下落一石、为了求出塔的高度，从塔顶只有下落一石 子，除了需要知道重力加速度以外，还需子，除了需要知道重力加速度以外，还需 只知道下面哪一项（只

11、知道下面哪一项（）A、石子落至地面所经历的时间、石子落至地面所经历的时间B、最初、最初1s内石子的位移内石子的位移C、最后、最后1s内石子的位移内石子的位移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、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下、水滴从屋檐自由落下，当它通过屋檐下 高为高为1.4m的窗户时，用时的窗户时，用时0.2s，空气阻，空气阻 力不计，取力不计，取g=10m/s2，求此窗户离屋檐，求此窗户离屋檐 距离？距离？例例6、为了测出井口到水面的距离，让一小石块从井口、为了测出井口到水面的距离，让一小石块从井口自由下落，经过秒后听到石块击水的声音，估自由下落，经过秒后听

12、到石块击水的声音，估计井口到水面的距离计井口到水面的距离考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？偏大还是偏小？例例7：雨雨滴滴通通常常从从 1 500 m 左左右右的的高高度度落落下下，如如果果没没有有空空气气阻阻力力，问问经经过过多多长长时时间间落落到到地地面面？它它落落到到地地面面时时的的速速度是多少？度是多少？雨滴落地时的速度为雨滴落地时的速度为 解：解：如果没有空气阻力，雨滴下落的运动可以看成自如果没有空气阻力，雨滴下落的运动可以看成自由落体运动，由公式由落体运动，由公式 得得 讨讨论论：实实际际上上雨雨滴滴落落到到地地

13、面面的的速速度度不不超超过过8 m/s，说说明明物物体体从从很很高高的的地地方方下下落落时时，空空气气阻阻力力是是不不可可忽忽略略的的，有有时时空气阻力可以大到等于物体的重力。空气阻力可以大到等于物体的重力。上一页下一页退 出目 录 例例8：如如图图所所示示，一一个个小小钢钢球球做做自自由由落落体体运运动动。测测得得小小钢钢球球经经过过 A点点时时的的速速度度是是 2.42 m/s，经经过过 B 点点时时的的速速度度是是 4.64 m/s，所所用用时时间间是是0.226 s，求求此此地地的的重重力力加加速速度度和和AB 间的距离。间的距离。解：解：因为自由落体是匀加速直线运动，所以因为自由落体

14、是匀加速直线运动，所以AB上一页下一页退 出目 录 1.在某地让一个小球从在某地让一个小球从 17.7 m 高的地方自由下落，高的地方自由下落，测得小球下落到地面处所用的时间是测得小球下落到地面处所用的时间是1.9 s，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。小球在小球在1.9 s 末的速度为末的速度为 解：解：由公式由公式 得得 练练 习习上一页下一页退 出目 录 2.一一个个物物体体从从 19.6 m 高高的的地地方方自自由由下下落落，问问经经过过多多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？物体落地时的速度为物体落

15、地时的速度为 解：解：由公式由公式 得得上一页下一页退 出目 录2、16世 纪 末，意 大 利 比 萨 大 学 的 青 年 学 者 佃 利 略(GalileoGalilei，15641642)对亚里士多德的论断表示了怀疑后来，他在1638年出版的两种新科学的对话，一书中对此作出了评论根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着面减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8：但两块石头捆在一起，总的重力比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8还大这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入了困境为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性，重物与轻物应该下落得同样快(传说伽利略在比萨斜塔上做过落体实验，但后来又被严谨的考证否定了尽管如此，来自世界各地的人们都要前往参观，他们把这庄古塔看作伽利略的纪念碑)