2–5自由落体运动.ppt

5．自由落体运动 请一位同学与你合作，让他用两个手指捏住长尺上端，你的拇指与食指拳曲成环状放在尺下端的零刻度周围(手的任何部位都不要碰到尺，见下图)．当他一松手、尺子开始下落时，你立刻把尺握住．记下握住尺的位置，读出尺下落的高度，就能算出你的反应时间，你想知道这样做的原理吗？ 1．物体只在 作用下从 下落的运动，叫做自由落体运动． 2．拿一个长约1.5m，一端封闭，另一端有开关的玻 璃筒(如图)，把形状和质量都不同的一些物体， 如金属片、小羽毛、小软木塞、小玻璃球 等，放到这个玻璃筒里．如果玻璃筒里有 空气，把玻璃筒倒立过来以后，这些物体 下落的 ．当把筒中的空气几乎抽 尽，把玻璃筒倒立过来，这些物体下落的 ． 3． 仔细研究过物体下落的运动以后指出：自由落体运动是 的匀加速直线运动． 4．在地球上同一地点，一切物体的重力加速度g都 ．在地球上不同的地方，g的大小是不同的，在赤道g＝ ，在北京g＝ .一般的计算中，通常取g＝ . (1)定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动． (2)实验探究： 用打点计时器可以研究自由落体运动的规律，实验装置如下图所示． 注意：①为尽量减小空气阻力的影响，重物应选密度大的，如铁锤等． ②打点计时器应竖直固定好． ③重物应靠近打点计时器释放，且要先开打点计时器电源再放手让重物运动． ④改变重物的重量，重复打出几条纸带． 通过对纸带的分析可发现，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动． (3)自由落体运动的特点． ①初速度v0＝0. ②受力特点：只受重力作用，严格地讲只有在真空中才能发生自由落体运动．在有空气的空间里，当空气阻力对运动的影响可以忽略不计时，物体自由下落的运动可以近似看作是自由落体运动． ③加速度就是重力加速度g. 1.定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体的加速度，也叫重力加速度． 2．方向：自由落体加速度的方向总是竖直向下． 3．大小：g＝9.8m/s2 注意：在同一地点重力加速度g的大小是相同的，在不同的地方，g的值略有不同． (1)纬度越大的地方，g越大． (2)高度越高的地方，g越小． 但是，在通常情况下，g的变化不大，一般取g＝9.8m/s2，粗略计算时，取g＝10m/s2. 特别提醒： 重力加速度的方向为竖直向下，而非垂直地面向下，它的方向可以用重垂线来确定． (湖南浏阳一中09－10学年高一上学期期中)小明同学在某城市用小球做自由落体运动的实验，它测得第2s内的位移为14.697m(取小球刚开始运动时为计时零点)，则小明同学是在下面哪个城市做的实验 (　　) 下表是某些城市与相应的重力加速度对应表 A.广州　　　　　　 B．东京 C．北京 D．纽约 答案：B (1)自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的一个特例．所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用于自由落体运动． (2)公式：①速度与时间关系式：v＝gt. ⑤推论：Δh＝gT2. ⑥连续相等时间内的位移之比：h1∶h2∶h3 ∶ … ∶ hn＝1 ∶ 3 ∶ 5 ∶ … ∶(2n－1)． 操作1：取一根长2m左右的细线，5～6个铁垫圈和一个金属盘．在线端系上一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离为36cm、60cm、84cm，即各垫圈之间的距离之比为1 ∶ 3 ∶ 5 ∶ 7 ∶ …，如右图甲所示． 操作2：仍取2m长的线，5个铁垫圈；线 端系第一个垫圈，以后每隔48cm系一个， 如右图乙所示． 站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下．松手后，注意听各垫圈落到盘上的声音间隔．比较两种方法之间声音间隔有什么不同． 答案：操作1中的声音间隔不变，操作2中的声音间隔越来越小． 下列说法错误的是 (　　) A．从静止开始下落的物体一定做自由落体运动 B．若空气阻力不能忽略，则一定是重的物体下落得快 C．自由落体加速度的方向总是垂直向下 D．满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动 解析：自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始的下落运动．而选项A中没有说明是什么样的物体，因而不能确定所受空气阻力能否忽略，故选项A错误． B选项所述与多数人的经验一致，似乎是正确的，为什么说它错了呢？我们设想有一大捆棉花和一个小钢球，这一大捆棉花的重量大于小钢球的重量，在高处将它们同时释放，谁下落得快呢？显然是小钢球下落得快，故选项B错误． 自由落体加速度的方向是竖直向下的，故选项C错误． 由公式vt＝gt可知，自由落体运动的速度与时间成正比，比例常数为重力加速度g；但初速度为零的匀加速直线运动的速度都与时间成正比，显然不能说