《高中物理 2.5 自由落体运动人教版必修一2.5自由落体运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 2.5 自由落体运动人教版必修一2.5自由落体运动（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自由落体运动自由落体运动生活中生活中物体下物体下落的运动是一落的运动是一种常见的运动种常见的运动物体为什么会下物体为什么会下落落? ?因为物体受重力因为物体受重力钢球钢球纸片纸片钢球下落快，钢球下落快，纸片下落慢纸片下落慢从实验现象得知，从实验现象得知，重的物体下落的快重的物体下落的快。钢球重，纸片轻钢球重，纸片轻 问题问题1 1：不同的物体下落的快慢相同吗？不同的物体下落的快慢相同吗？重的物体不一定重的物体不一定下落得快下落得快纸团纸团纸片纸片轻的纸团先落地轻的纸团先落地 问题问题2 2：重的物体一定下落得快吗？重的物体一定下落得快吗？纸团轻纸团轻 纸片重纸片重轻重不同的两铁球轻重不同的两铁
2、球,下落的快慢相同下落的快慢相同探究一：探究一：轻重不同轻重不同的物体，的物体，下落的快慢下落的快慢是否相同呢？是否相同呢？ 演示一：演示一：重的物体下落的快。重的物体下落的快。演示二：演示二：轻的物体下落的快轻的物体下落的快结论：结论： 不一定相同！不一定相同！演示三：演示三：轻重不同的物体，下落轻重不同的物体，下落的快慢相同的快慢相同探究二：探究二： 影响物体影响物体下落快慢下落快慢的的因素因素是什么呢？是什么呢？猜想：猜想： 如果如果没有没有空气阻力，空气阻力，轻轻重不同重不同的物体的物体下落快慢下落快慢是否是否相同呢？相同呢？（空气阻力）（空气阻力）实验实验1 1 牛顿管实验牛顿管实验
3、抽气后，就排除了抽气后，就排除了的影响的影响空气阻力空气阻力实验结论：实验结论： 在在没有空气阻力没有空气阻力的情况下，轻的情况下，轻重不同的物体重不同的物体下落的一样快下落的一样快。 问题问题3 3：如果没有空气阻力，不同的物如果没有空气阻力，不同的物体下落的快慢相同吗？体下落的快慢相同吗？ 19711971年美国年美国宇航员斯科特在宇航员斯科特在月球上让月球上让一把锤一把锤子和一根羽毛同子和一根羽毛同时下落时下落，观察到，观察到它们它们同时落到月同时落到月球表面。球表面。 问题问题3 3：如果没有空气阻力，轻重不同如果没有空气阻力，轻重不同的物体下落的快慢相同吗？的物体下落的快慢相同吗？实
4、验实验2 2：月球上物体下落的实验：月球上物体下落的实验锤子羽毛 在没有空气阻力的情在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体况下，轻重不同的物体下落的快慢相同。下落的快慢相同。 结论：结论：一、自由落体运动：一、自由落体运动： 物体物体只在重力只在重力作用下作用下从从静止静止开始开始下落下落的运动的运动, ,就叫做就叫做自由落体运动自由落体运动。 自由落体运动自由落体运动1.定义定义: : 物体在物体在只受重力作用只受重力作用下，从下，从静静止开始止开始下落的运动叫下落的运动叫自由自由落体运动落体运动。 v v0 0 = 0= 0 只受重力作用只受重力作用2.2.特点特点:3.3.理解理解: :
5、如果空气阻力的如果空气阻力的作用比较小作用比较小, ,可以忽略可以忽略，物体的下落也可以，物体的下落也可以近似看近似看作作自由落体运动自由落体运动自由落体运动的自由落体运动的运动性质运动性质是怎样的？是怎样的？初速度为零初速度为零加速直线运动加速直线运动直观判断直观判断匀加速直线运动匀加速直线运动变加速直线运动变加速直线运动 问题：问题： 探究：自由落体探究：自由落体运动的运动性质运动的运动性质用打点计时器研究用打点计时器研究自由落体运动自由落体运动设计实验方案设计实验方案（一）（一）自由落体运动，自由落体运动，是是初速度为初速度为 0 0 的的匀加速直线运动匀加速直线运动。021x134x2
6、x3x4x5x656X1+X22 t=V1= V0-2V2= V1-3V3= V2-4V4= V3-5V5= V4-6 v-tv-t 图象图象是一条倾是一条倾斜的直线斜的直线t/sv/ms-1注意：注意：1)1)为尽量减小空气阻力的影响为尽量减小空气阻力的影响, ,重物应选重物应选密度大密度大的。如重锤。的。如重锤。2)2)打点计时器应打点计时器应竖直竖直固定好固定好3)3)重物应重物应靠近靠近打点计时器释放打点计时器释放, ,且要且要先开打点计时器电源再先开打点计时器电源再 放手释放重物放手释放重物4)4)改变重物的重量，重复打出改变重物的重量，重复打出几条纸带几条纸带x1x2x3x4x5x
7、6也可以用也可以用频闪照相频闪照相来来研究自由落体运动研究自由落体运动设计实验方案设计实验方案（二）（二） 探究：自由落体运动的探究：自由落体运动的运动性质运动性质 v-tv-t 图象是一条倾斜的直线图象是一条倾斜的直线自由落体运动自由落体运动是是初速度为初速度为0 0 的的匀加速直线运动匀加速直线运动。处理数据方法处理数据方法2 2：求解下列各时求解下列各时刻物体的速度和速度的变化刻物体的速度和速度的变化t/sV/m ms s-1-1V/m ms s-1-1自由落体运动自由落体运动是是初速度为初速度为 0 0 的的匀加速直线运动匀加速直线运动。 v v2 2-v -v1 1= v= v3 3
8、-v -v2 2= v= v4 4-v -v3 3= v= v5 5-v -v4 4= = v v自由落体运动是一种初速为零的匀加速直线运动。自由落体运动的性质：三、自由落体加速度三、自由落体加速度 g g（重力加速度重力加速度）1. 1. 定义：定义：在同一地点，在同一地点，一切物体一切物体自由下落自由下落的的加速度加速度都相同，这个加速度叫做自由落体都相同，这个加速度叫做自由落体加速度。加速度。2. 2. 方向：方向：竖直向下竖直向下3. . 大小：通过大小：通过多种方法多种方法用用实验测定实验测定，在地球上的不同地方在地球上的不同地方 g g 不同，不同， 一般取一般取 g = 9.8m
9、/sg = 9.8m/s2 2 ， 粗略计算可以取粗略计算可以取 g = 10m/sg = 10m/s2 2 。赤道：赤道：g =9.780m/s2北京：北京：g =9.801m/s2北极：北极：g =9.832m/s2莫斯科：莫斯科：g=9.816m/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一般匀变速运动 自由落体运动自由落体运动自由落体运动(v0=0,a=g)xx 自由落体运动自由落体运动 物体在物体在只受重力作用只受重力作用下，从下，从静静止开始止开始下落的运动叫下落的运动叫自由自由落体运动落体运动。 v v0 0 = 0= 0 只受重力作用只受重力作用2.2.特点特点:1
10、.1.定义定义: :3.3.性质性质:自由落体运动是自由落体运动是初速度为零的初速度为零的匀加速直线运动。匀加速直线运动。4.4.加速度加速度: 自由落体加速自由落体加速（重力加速度重力加速度） 一般取一般取 g = 9.8m/s2在地球上的不同地方在地球上的不同地方 g 不同，不同，在同一地点，在同一地点，一切物体的一切物体的 g 都相同都相同，5.5.规律规律:做一做做一做测定反应测定反应时间时间 从发现情况从发现情况到采取相应行动到采取相应行动所经过的时间叫所经过的时间叫反应时间。反应时间。操作：操作：一个人捏住尺子的上端一个人捏住尺子的上端, ,保持直尺竖直不保持直尺竖直不动动, ,另
11、一个人手指呈捏的姿势另一个人手指呈捏的姿势, ,在直尺的下端零刻在直尺的下端零刻度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧度处等待。前者释放，后者捏住。注意后者要紧盯着前者的手盯着前者的手, ,且在捏的过程中手不能上下移动。且在捏的过程中手不能上下移动。读数：读数：直尺下落的距离，直尺下落的距离，即后者所捏处的刻度值。即后者所捏处的刻度值。处理：处理：根据位移公式可根据位移公式可计算出直尺下落的时间。计算出直尺下落的时间。结论：结论：直尺下落的时间直尺下落的时间就是你的反应时间。就是你的反应时间。h6人从发现问题到采取相应行动所用的时人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间间称为反应时
12、间, ,该时间越小说明人的反该时间越小说明人的反应越灵敏应越灵敏, ,反应时间可用自由落体运动来反应时间可用自由落体运动来测试测试: :请一同学用两个手指捏住直尺的顶请一同学用两个手指捏住直尺的顶端端, ,你用一只手在直尺下端做捏住直尺的你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备准备, ,但手不能碰到直尺但手不能碰到直尺, ,记下这时手指在记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时时, ,你立即捏住直尺你立即捏住直尺, ,测了直尺下落的高度测了直尺下落的高度为为10 cm ,10 cm ,那么你的反应时间是多少？那么你的反应时间是多少？解：解：由公式得：
13、=2x0.1m9.8m/s2=0.14s6人从发现问题到采取相应行动所用的时间称人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间为反应时间, ,该时间越小说明人的反应越灵敏该时间越小说明人的反应越灵敏, ,反应时间可用自由落体运动来测试反应时间可用自由落体运动来测试: :请一同学请一同学用两个手指捏住直尺的顶端用两个手指捏住直尺的顶端, ,你用一只手在直你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备尺下端做捏住直尺的准备, ,但手不能碰到直尺但手不能碰到直尺, ,记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时学放开直尺时, ,你立即捏住直尺你立即捏住直尺,
14、,测了直尺下落测了直尺下落的高度为的高度为10 cm ,10 cm ,那么你的反应时间是多少？那么你的反应时间是多少？一、自由落体运动的定义一、自由落体运动的定义三、自由落体运动的加速度三、自由落体运动的加速度 四、自由落体运动的规律四、自由落体运动的规律五、自由落体运动的应用五、自由落体运动的应用二、自由落体运动的性质二、自由落体运动的性质 课堂小结课堂小结C【题【题1 1 】 将甲乙两物体从同一高度将甲乙两物体从同一高度由静止释放，已知甲物体的重力是由静止释放，已知甲物体的重力是乙的乙的3 3倍，空气阻力忽略不计，则倍，空气阻力忽略不计，则：（） A A、甲一定先落地、甲一定先落地 B B
15、、乙一定先落地、乙一定先落地 C C、甲、乙同时落地、甲、乙同时落地 D D、乙可能先落地、乙可能先落地【题题2 2】在忽略空气阻力的情况下，在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度同时静止下让石块和木块从同一高度同时静止下落，下列说法正确的是落，下列说法正确的是（ ）A A、重的石块先落地、重的石块先落地B B、轻的木块先着地、轻的木块先着地C C、在着地前的任一时刻，二者具、在着地前的任一时刻，二者具有相同的的速度，相同的位移有相同的的速度，相同的位移D D、两者在下落这段时间内的平均、两者在下落这段时间内的平均速度相等速度相等CD【题题3 3】在探究自由落体运动的规律实验中，在探究
16、自由落体运动的规律实验中，将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线将下列步骤的代号按合理顺序填写在横线上：上： 。A. A. 拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器拉住纸带，将重锤移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带，让重物带动处，先接通电源，后放开纸带，让重物带动纸带自由下落；纸带自由下落；B. B. 将打点计时器坚直固定在铁架台上，并将打点计时器坚直固定在铁架台上，并接好电路；接好电路；C. C. 用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带用夹子将纸带固定在重锤上，并将纸带穿过打点计时器的限位孔；穿过打点计时器的限位孔；D. D. 断开电源，取下纸带断开电源，取下纸带E. E. 换上新的纸带，再重
17、复做三次换上新的纸带，再重复做三次BCADE【题题4 4】在测量自由落体加速度的实验中，在测量自由落体加速度的实验中，打点计时器所用电源的频率为打点计时器所用电源的频率为50Hz50Hz，实验，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作记作O O，另选连续的，另选连续的4 4个点个点A A、B B、C C、D D、作、作为测量的点。每两个测量点之间有为测量的点。每两个测量点之间有4 4个实个实际打出的点，如图，图中所标数据是各测际打出的点，如图，图中所标数据是各测量点到量点到O O的距离（单位：的距离（单位：mmmm），那么由此），那么由此可计算自由落体加
18、速度为多少？可计算自由落体加速度为多少？OABCD049.0196.0441.0784.0mm【题题5 5】雨滴通常从雨滴通常从 1 500 m 1 500 m 左右的高度落左右的高度落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落下，如果没有空气阻力，问经过多长时间落到地面？它落到地面时的速度是多少？到地面？它落到地面时的速度是多少？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，由公式以看成自由落体运动，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面面的的速速度度不不超超过过8m/s，说说明明物物体体从
19、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。下落一段距离后变为近似的匀速直下落一段距离后变为近似的匀速直线运动线运动 【题题5 5】19911991年年5 5月月1515日日北京晚报北京晚报, ,报报道了一位青年奋勇接住从道了一位青年奋勇接住从 15 15 层高楼窗层高楼窗口跌出的孩子的动人事迹。设每层楼的口跌出的孩子的动人事迹。设每层楼的高度是高度是 2.8 m,2.8 m,这位青年从他所在的地方这位青年从他所在的地方冲到楼下需要的时间是冲到楼下需要的时间是 1.3 s,1.3 s,请你
20、估算请你估算一下他要接住孩子一下他要接住孩子, ,至少允许他有多长的至少允许他有多长的反应时间反应时间? ?（g g 取取 10 m/s10 m/s2 2 ) )2x42m9.8m/s2则至多允许这位青年的反应时间为则至多允许这位青年的反应时间为 解：小孩下落的高度：解：小孩下落的高度：h h = 15= 152.8m = 42m2.8m = 42m小孩下落的时间为：小孩下落的时间为：根据 得：=2.9s t = 2.9s - 1.3s = 1.6s=【例例题题】从从某某砖砖墙墙前前的的高高处处使使一一个个石石子子自自由由落落下下，拍拍摄摄石石子子在在空空中中的的照照片片如如图图。由由于于石石子子的的运运动动，它它在在照照片片上上留留下下了了一一条条模模糊糊的的径径迹迹。已已知知每每块块砖砖的的平平均均厚厚度度为为 6 6 cmcm，石石子子起起落落点点距距地地面面的的高高度度约约为为 2.5 2.5 m m。怎怎样样估估算算这这架架照照相相机机的的曝曝光光时时间？间？ 地面地面石石子子下下落落的的径径迹迹
