高中物理人教版必修1　2.5自由落体运动.pptVIP

第五节 自由落体运动 教学目的1、知道物体做自由落体运动的条件。2、通过实验探究自由落体运动加速度的大小。3、建立重力加速度的概念，知道重力加速度的大小、方向的特点。4、掌握自由落体运动的规律。 教学重点自由落体运动的定义和规律。 引入：物体下落的运动是日常生活中最常见的一种运动，如：雨滴的下落，粉笔的下落。 问题：不同的物体下落的快慢一样吗？物体下落快慢与哪些因素有关？ 视频一 视频二 牛顿管 结论：在没有空气阻力时，各种物体下落的运动都一样，下落的快慢与物体的质量、形状、密度均无关。 一、自由落体运动 1、自由落体运动的定义： 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、物体做自由落体运动的条件： (1)初速度为零。(2)只受重力作用、不计空气阻力。 3、自由落体运动的性质：物体下落的运动是一种什么性质的运动？ 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动 例题1：如图，是用频闪照相机拍摄小球自由下落的频闪照片，照相机每隔0.04s拍照一次，图中标出的数据（单位mm）为小球下落过程中到释放点0的距离。 ⑴判断小球的做什么运动。 ⑵用逐差法求小球的加速度。 二、自由落体运动的加速度1、定义：物体做自由落体运动时的加速度叫做自由落体加速度，它是由于物体所受重力产生，故又叫重力加速度。符号：g 高中阶段可用如图所示的装置可测出自由下落的加速度 2、重力加速度的特点： ⑴重力加速度的方向：竖直向下。或垂直水平面向下。 竖直方向：用细绳悬挂重物，当重物静止不动时，绳子所处的方向叫竖直方向。 水平面：相对地面静止的水（或液体）的表面。 ⑵重力加速度的大小：同一地点重力加速度大小都相同；不同地方重力加速度大小不同。 同一地方：地方的范围半径远小于地球的半径： ⑶重力加速度随纬度的增加而增大；随高度的增加而减小。 解析原因 地点 纬度（北纬） g值（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 注：地球表面的平均重力加速度：g=9.8m/s2。以后题目未作特别说明时， g均取9.8m/s2。有时为计算方便g常取10m/s2 三、自由落体运动的规律 1、基本公式： 取向下为正方向，v0=0，a=g（已知量） v＝g t h＝g t2/2 v2＝2g h 说明：自由落体运动中，只有三个未知量(v,t,h)，两个独立方程，故只须已知其中任一量就可求出其余两个物理量。 2、应用： ⑴测反应时间： 反应时间：反应时间是指人外界获得信息，到运动器官开始执行动作所需的时间。 反应时间的测定：如图： 反应时间的计算： ⑵测井的深度： 请同学们思考如何利用自由落体运动测井的深度？ 解： ⑴设小球最后一秒的初速度为v0.则：h=v0t+gt2/2，t=1s。v0=h﹣g/2 故小球落地时的速度：v=v0+gt=h+g/2 ⑵小球下落前离地面的高度： H=V2/2g=(2h+g)2/8g 例题2：一小球从高处自由下落，已知该小球落地前最后一秒内下落的高度为h.求：⑴小球落地时的速度。⑵小球下落前离地面的高度。 例题3：有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被摄物体的亮度自动调节，而曝光时间是固定的。为了估测某“傻瓜”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下落。拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子在运动，它在照片上留下一条模糊的径迹。已知石子从地面上方2.5m高处下落，每块砖的厚度为6cm。试估算该照相机的曝光时间。 径迹的上端离地面8块半砖，约0.5m，石子下落2m。下端离地面6块半砖，约0.4m，石子下落2.1m。 例题4：如图所示，铁链长L1=0.8m，铁管长L2=1.0m，剪断悬挂铁链的细绳后，铁链自由下落恰能穿过铁管。已知铁链穿过铁管所用的时间为0.2s，求铁链的下端与铁管上端间的距离。（g=10m/s2) 解：设铁链的下端与铁管上端间的距离为d,则： 解：⑴设第5滴与第4滴间的距离为x0，则由等分规律有：x34=3x0；x23=5x0；x21=7x0，由题意有： x23=5x0。x0=0.2m。 故屋檐离地面的高度：h=x0+3X0+5X0+7X0=16x0=3.2m ⑵由：h=gt2/2得：t=0.8s 例题5：屋檐下每隔一定的时间滴下一滴水，当第五滴正欲落下时，第一滴刚好到达地面，而第三滴与第二滴分别位于高1m的窗子的上、下檐，如图所示。求：⑴此屋檐离地面多高。⑵滴水的时间间隔。(g=10