2.4 自由落体运动 课件PPT-高中物理人教版必修第一册

1.物体做自由落体运动要同时满足初速度为零和只受重力两个条件。2.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，其加速度恒定，叫重力加速度。3.在同一地点重力加速度相同，不同地点重力加速度不同。 [自学教材]1．定义物体只在作用下从开始下落的运动。2．特点(1)运动特点：初速度等于的匀加速直线运动。(2)受力特点：只受作用。重力静止零重力 3．重力加速度(1)定义：自由落体的加速度也叫，用g表示。(2)方向：。(3)大小：g＝9.8m/s2。重力加速度竖直向下 [重点诠释]1．物体做自由落体运动的条件(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用 2．自由落体运动是一种理想化模型这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力。在实际中，物体下落时由于受空气阻力的作用，并不做自由落体运动，只有当空气阻力远小于重力时，物体由静止开始的下落才可看做自由落体运动，如在空气中自由下落的石块可看做自由落体运动，空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动。 1．对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶，下列说法正确的是()A．苹果和树叶的运动都可以看成自由落体运动B．苹果的运动可以近似地看成自由落体运动，树叶的运动不能看成自由落体运动C．苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶将同时落地 解析：从苹果树上落下的苹果所受阻力相对重力很小，其运动可看成自由落体运动，而从苹果树上落下的树叶所受阻力相对重力较大，其运动不能看成自由落体运动，A、C错误，B正确；假如地球上没有空气，则苹果和树叶将不受空气阻力，都做自由落体运动，下落快慢相同，且将同时落地，D正确。答案：BD [自学教材]0匀加速直线gt2gh 图2－2－1 2．一个物体从80m高的地方自由下落(忽略空气阻力)，求最后1s内的位移和物体接触地面前一瞬间的速度。(取g＝10m/s2) 答案：35m40m/s [自学教材](1)用做自由落体运动的小球的频闪照片和自由落体的位移公式可以测算出的大小。(2)地球上，同一地点的重力加速度的值是的，在不同的地点，g的大小是的。重力加速度相等相等 [重点诠释]1．重力加速度的大小(1)产生原因：由于处在地球上的物体受到重力作用而产生的，因此也称为重力加速度。(2)大小：与所处地球上的位置及距地面的高度有关。①在地球表面会随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极最大，但差别很小。 ②在地面上的同一地点，随高度的增加而减小，但在一定的高度范围内，可认为重力加速度的大小不变。通常情况下取g＝9.8m/s2或g＝10m/s2。2．重力加速度的方向(1)方向竖直向下，不是垂直向下，也不是指向地心。(2)由于地球是球体，各处重力加速度的方向并不相同。 3．重力加速度的测量方法(1)打点计时器法：①利用如图2－2－2所示装置，让物体自由下落打出点迹清晰的纸带。 图2－2－2 图2－2－3(3)滴水法：如图2－2－3所示，让水滴自水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘，调节水龙头，让水一滴一滴的滴下，并调节到使第一滴水碰到盘的瞬间，第二滴水正好从水龙头口开始下落，并且能依次持续下去。用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h，再测出每滴水下落的时间T，其方法是：当听到某一滴水 3．下列关于重力加速度的说法中，不正确的是()A．重力加速度g只有大小没有方向，通常计算中取9.8m/s2B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同D．在地球上的同一地方，离地面高度越大重力加速度g越小. 解析：重力加速度的方向竖直向下，与重力的方向相同。在地球表面不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8m/s2左右，所以A项不正确，B项正确。在地球表面同一地点，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐变小，所以C、D两项都正确。答案：A [例1]下列关于自由落体运动的说法正确的是()A．物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动B．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C．从静止开始下落的小钢球，因受空气阻力作用，不能看成自由落体运动D．从静止开始下落的小钢球，所受空气阻力对其运动的影响很小，可以忽略，可以看成自由落体运动 [思路点拨]根据自由落体运动的概念进行分析判断。[解析]物体做自由落体运动的条件是：(1)初速度为零；(2)除重力之外不受其他力的作用。所以A错误，B正确；在实际中，物体下落时，当空气阻力远小于重力时，物体的下落才能看做自由落体运动，所以C错误，D正确。[答案]BD [借题发挥]当空气阻力相对于重力可以忽略时，才可以把物体自由下落的运动看成自由落体运动，它是一种理想化模型。因此分析时准确把握自由落体运动的概念、条件和性质是解决这类问题的关键。 1．关于自由落体运动，下列说法正确的是()A.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用B．在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动C．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动D．不同物体做自由落体运动时其速度变化的快慢是不相同的 解析：由做自由落体运动的条件：在真空中物体只受重力，或者在空气中物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略，可知A、B项错误；一切物体做自由落体运动时的速度变化的快慢即为重力加速度，是一恒量，D项错误；根据自由落体运动的定义知C项正确。答案：C [例2]一根长为L的棒，上端悬挂在天花板上O点，如图2－2－4所示，棒的正下方距棒的下端也为L处固定着一个高为H的中空圆筒，棒被释放后自由落下。求：(1)棒的下端到圆筒上端时的速度；(2)棒通过圆筒所花的时间。(重力加速度取g)图2－2－4 [思路点拨]分别找出棒的下端到圆筒上端时及棒从开始下落到全部穿过圆筒发生的位移，然后利用自由落体运动的规律进行求解。 [借题发挥]解决自由落体运动问题要充分利用好自由落体运动初速度为零的运动特点，画出运动示意图，然后利用自由落体运动规律列方程求解。 [例3]某同学利用如图2－2－5甲所示的实验装置测量重力加速度的大小。图2－2－5 (1)该同学开始实验时的情形如图所示，接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①_________________________________________；②_________________________________________。 (2)该同学经修改错误并正确操作后得到如图2－2－5乙所示的纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计时点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5。若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式vE＝________；该同学先分别计算出各计时点的速度值，并画出速度的二次方(v2)与对应重物下落的距离(h)的关系如图2－2－6所示，则重力加速度g＝_______m/s2。图2－2－6 [思路点拨]从打点计时器的工作原理和实验原理上寻找操作错误或不当之处，应用图像与函数表达式的对应关系求解重力加速度。 [借题发挥]利用纸带计算重力加速度的三种方法(1)计算出纸带上几个点的速度，然后根据加速度的定义式求加速度。(2)计算出纸带上各点的速度，画出v－t图像，由图像的斜率可求得重物下落的加速度即重力加速度。(3)根据Δh＝gt2求加速度，注意要尽可能多地选用数据。 2．某同学用如图2－2－7甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0计时起点，然后每3个点取一个计时点，所用测量数据及其标记符号如图2－2－7乙所示。该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计时点的时间间隔)： 图2－2－7 从数据处理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，对实验结果起作用的，方法A中有________；方法B中有________。因此，选择方法________(填“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的________(填“系统”或“偶然”)误差。本实验误差的主要来源有________________________(试举出两条)。 本实验的误差来源除了上述由测量和计算带来的误差外，其他的误差还有阻力(包括空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率变动、数据处理方法等。答案：s6和s1s1、s2、s3、s4、s5、s6B偶然 阻力、长度测量等 谢谢大家！敬请各位老师提出宝贵意见！