2.2 自由落体运动的规律1(沪科版必修一)演示教学.ppt

2.2 自由落体运动的规律 1、认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 2、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。 3、能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析. 4、掌握自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。 回顾：人们对落体运动的认识过程 复习回顾 物体下落快慢不是由轻重来决定的，是空气阻力的原因。 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。 “自由”的含义是只受重力、初速度为零。 不同物体从同一高度做自由落体运动，它们的运动情况是相同的。 科学探究 物体自由下落的运动有何特点？ 频闪照相的方法研究物体的自由下落 结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 一、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，叫自由落体运动。 2. 特点:⑴v0=0，是加速运动； ⑵只受重力作用； ⑶轨迹是直线。 注意： 1.自由落体运动是一种理想化的运动模型，是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 2.自由落体运动的两个基本特征： ①初速度为零 ②只受重力 我们常见的物体的自由下落运动不是严格意义上的自由落体运动，因为物体都受到空气阻力的影响。只有在物体所受的空气阻力与物体的重力相比很小，可以忽略不计时，物体的下落才可近似地看作自由落体运动。 二、自由落体加速度g（重力加速度） 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度。 2.方向：竖直向下 3.大小：通过多种方法用实验测定，在地球上的不同地方 g不同 用频闪照相来研究自由落体运动 思考：给出两种由频闪照片求重力加速度的方法。 说明：重力加速度：g =9.8m/s2 (粗略计算时：g =10m/s2 ) ①重力加速度g的方向总是竖直向下的； ②地球上同位置不同高度处的重力加速度是不同的，高度低处g大，高度高处g小； ③地球上不同位置的重力加速度一般是不同的，纬度低处g小，纬度高处g大。 一些地点重力加速度的标准数值g/(m/s2) 地点 纬度 重力加速度(m/s2) 赤道 00 9.780 广州 23006′ 9.788 武汉 30033′ 9.794 上海 31012′ 9.794 东京 35043′ 9.798 北京 39056′ 9.801 纽约 40040′ 9.803 莫斯科 55045′ 9.816 北极 900 9.832 赤道： g=9.780m/s2 北京： g=9.801m/s2 北极： g=9.832m/s2 莫斯科： g=9.816m/s2 随纬度升高，重力加速度增大 三、自由落体运动的速度 根据加速度的定义， 在自由落体运动中，v0=0,a=g 因此，物体下落经过时间t的速度vt=gt 即物体自由下落时其瞬时速度与运动时间成正比 四、自由落体运动的位移 1、匀速运动的位移 x=vt 公式法 v t 图象法 结论： 匀速直线运动的位移就是v–t 图线与纵、横 轴所夹的矩形“面积”。 甲 乙 面积也有正负,面积为正,表示位移的方向为正方向;面积为负,表示位移的方向为负方向. x X甲 X乙 思考：自由落体运动的位移与它的v－t图象是否也有类似的关系？ 思考与讨论 下图是一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度v(m/s) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62 以下是关于这个问题的讨论。 老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法 估算实验中小车从位置0到位置5的位移？ 学生A：能。可以用下面的办法估算： x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋0.11×0.1＋1.38×0.1＝ …… 学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。 学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。 点评： 两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。 要提高估算的精确程度，可以有多种方法。