第五、六 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究.ppt

物体下落的运动是一种常见的运动。 问题1：什么因素影响物体下落的快慢呢？ 探究1：牛顿管实验：无空气影响时，物体下落的快慢？ 自由落体运动 探究2：用打点计时器研究自由落体运动 实验结论 观察下表，你从表格中发现了什么规律？你能解释这个规律吗？ 自由落体运动基本公式 竖直上抛运动 有关竖直上抛运动的计算 例:某人站在高楼的平台边缘，以20m/s的速度竖直向上抛出一石子，求抛出后石子经过离抛出点15m处所需的时间（不计阻力，g=10m/s2） 2.频闪照相法： (1)频闪照相机可以间隔相等的时间拍摄一次，利用频 闪照相机的这一特点可追踪记录做自由落体运动的物体 在各个时刻的位置。 (2)根据匀变速运动的推论Δh=gT2可求出重力加速度 也可以根据 求出物体在某两个时刻的速度，由g= 也可求出重力加速度g。 3.滴水法： (1)让水滴一滴滴落到正下方的盘子里,调节阀门,直到清晰听 到每一滴水滴撞击盘子的声音。 (2)记录下N滴水滴下落的总时间为T,则一滴水滴下落时间t= 。 (3)用米尺量出水龙头滴水处到盘子的距离为h,利用h= gt2计 算出重力加速度的值。 【微思考】 (1)“打点计时器法”测重力加速度时,选用密度较大的重锤,这样做的目的是什么? 提示：重锤重而体积小,下落时所受空气阻力可以忽略,它的运动可以近似看作自由落体运动。 (2)“滴水法”测重力加速度时,若将N滴水滴下落的总时间为T错记录成了N+1滴,则测得的重力加速度值是偏大还是偏小? 提示：由h= gt2得g= ,若实验中将N滴水滴下落的总时间T错记录成了N+1滴,则每滴水的下落时间t偏小了,测得的重力加速度值偏大了。 【题组通关】 【示范题】图中甲、乙两图都是 使用电磁打点计时器测量重力加 速度g的装置示意图,已知该打点 计时器的打点频率为50Hz。 (1)甲、乙两图相比较,哪个图所 示的装置更合理?　 。 (2)丙图是采用较合理的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带,其中打出的第一个点标为1,后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5……经测量,第15至第17点间的距离为11.70 cm,第1至第16点间距离为43.88 cm,则打下第16个点时,重物下落的速度大小为　　　　m/s,测出的重力加速度值为g=　　　　m/s2。(要求保留三位有效数字) 【通关1+1】 1.(2013·宜宾高一检测)如图所示是用照相机对一小球做自由落体运动频闪拍摄的照片,符合实际的是(　　) D 2.(多选)在一次利用滴水法测重力加速度的实验中：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,让前一滴水滴到盘子而听到声音时,后一滴恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始数“1”并开始计时,数到“n”时听到水击盘声的总时间为T,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h,即可算出重力加速度。则(　　) B、D A.每一滴水从水龙头落到盘子的时间为 B.每一滴水从水龙头落到盘子的时间为 C.重力加速度的计算式为 D.重力加速度的计算式为 【变式训练】1.一个同学在研究小球自由落体运动时,用频闪 照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为 s, 测得x1=7.68cm,x3=12.00cm,用上述数据通过计算可得小球运 动的加速度约为　　　　m/s2,图中x2约为　　　　cm。(结果 保留3位有效数字) 【解析】由x2-x1=2at2, x3-x2=2at2, 解得a=9.72m/s2,x2=9.84cm。 2.用滴水法可以测定重力加速度的值。方法：在水龙头下面固定一块挡板A,使水一滴一滴地滴落到挡板上,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一水滴滴在挡板上的声音的同时,下一水滴刚好开始下落。首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用停表计时,计时方法是当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启停表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、4……”,一直数到“n”时,按下停表按钮停止计时,读出停表的示数为t。 (1)写出用上述测量方法计算重力加速度g的表达式。 (2)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表 格中(表中t是水滴从水龙头口到挡板A所用的时间,即水滴 在空中运动的时间),请在图中所 示的坐标系上作出适当的图像, 并利用图像求出重力加速度g的值。 (保留两位有效数字) 0.32 50.12 6 0.30 44.00 5 0.28 38.45 4 0.26 32.43 3 0.23 25.20 2 0.20 20.10 1 空中运动时间t/s 高度h/cm 次数 【解析】(1)每滴水滴下落高度h所用的时间为t′= 根据自由落体运动规律h= g