2.5自由落体运动

2.5自由落体运动Free-FallMotion第二章匀变速直线运动的研究生活中的下落现象探究一：不同轻重的物体，下落的快慢是否相同？历史的争论•不信咱俩去比萨斜塔做实验•你不对•我说的对•去就去，谁怕谁呀！世界著名的比萨斜塔实验证明重的铁球和轻的铁球下落快慢相同结论:物体下落快慢与轻重无关探究二：是什么原因使下落运动变得这么复杂？结论:空气阻力是影响物体下落快慢的主要因素。演示一：钢球和纸片实验演示二：钢球和纸团实验探究三:两物体在无阻力情况下自由下落会如何呢?牛顿管实验牛顿管实验实验证明：如果忽略空气阻力，不同物体，同时同地同一高度自由下落运动的情况相同.【现象】抽气后，管中物体同时落下，同时落到管底。【结论】在真空中，物体下落的运动情况完全相同.与物体的质量,形状,大小无关.1.定义：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2.条件：(1)只受重力(而不受其他任何力，包括空气阻力)(2)从静止开始下落实际上，如果空气阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动注意一．自由落体运动自由落体运动到底是一种怎样的运动呢？轨迹——加速?运动特征—匀加速直线探究四、自由落体的运动性质怎样设计实验?用打点计时器设计实验方案（一）用频闪照相设计实验方案（二）设计实验方案（三）用光电计时器二、自由落体的运动性质自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动即:v0=0,a不变计数点01234位置(cm)位移(cm)∆x(cm)时间T加速度x09.7029.1558.3997.379.7019.4529.2438.989.759.799.749.76cm0.1s9.76m/s2三个数基本相等，可认为∆x是恒量探究五:自由落体加速度三、自由落体加速度g(重力加速度)2、大小：一般取g=9.8m/s2，粗略计算可取g=10m/s2。方向：竖直向下。3、同一地点,g相同;不同地点,g不同。1、定义：在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g表示.你从表中发现了什么规律吗？赤道：g=9.780m/s2北京：g=9.801m/s2北极：g=9.832m/s2随纬度升高，重力加速度增大。莫斯科：g=9.816m/s22.同一纬度高度增加g值减小g低g高1.纬度增加g值增加g极地g赤道重力加速度的细微变化你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是做出假设和猜想。一般匀变速运动自由落体运动自由落体运动(v0=0,a=g)一个物体从20m高的地方自由下落，到达地面时的速度是多大？这个过程需要多长时间？解析小结：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。初速度为零的匀加速直线运动。一、自由落体运动定义：运动性质：竖直向下二、自由落体加速度一般g可取9.8m/s2或10m/s2大小：方向：三、自由落体运动规律：vgtghv22做一做：测反应时间反应时间：从发现情况到采取行动所经过的时间.x做一做：测曝光时间从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知每块砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距石子起落点的竖直距离约2m。怎样估算这个照相机的曝光时间？解法一：设物体运动的总路程为S，落到地面所需的时间为t，则由自由落体运动的规律得：自由落体运动规律的应用221gts2)1(212tgsst)22(一个做自由落体运动的物体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半，求它落到地面所需的时间。【例题1】st)22(由以上两式解得：或（舍去）s/2s/2t2=1s解法二：利用推论自由落体运动为初速度等于零的匀加速直线运动，从运动开始计时起，通过连续的等大位移所用的时间之比为:)23(:)12(:1:::321ttt)12(:11:1tst)21(1st)22(故有：解得：所以落地所需总时间为一小钢珠由塔顶静止开始释放，最初的3秒内的位移为h1，最后3秒内的位移为h2，若h2-h1=6米，求塔高为多少？(g=10m/s2)【练习】解：设塔高为h，下落的总时间为t，则：)1.....(..............................212gth)2.....(..............................21211gth)3........(....................)3(2122tghh)4.......(....................612hh塔高：前3s内的位移：后3s内的位移：又：由以上各式解得：t=3.2sS=51.2m自由落体运动规律的应用h1h23s3sv0=0思考右侧剪报中,若每层楼高度是2.8m,这位青年从他所在的地方冲到楼窗下需要的时间是1.3s,请估算他的反应时间最多为多长。【教学目标】1．知识目标：（1）理解什么是自由落体运动，知道它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，知道在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。（3）掌握自由落体运动的特点和规律。2．能力目标（1）通过实验，证明自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。（2）通过实验，培养学生的实验设计和动手能力，以及分析和处理实验数据的能力。3．德育目标（1）培养学生在科学研究中尊重实验事实的科学态度。（2）通过共同探讨和实验，让学生感受科学探究过程的开放性与协作性。【教学重点】1．物体自由下落的快慢和所受重力无关2．自由落体运动的特点和规律【教学难点】自由落体运动的特点【突破措施】让学生通过观察对比实验，分析总结得出：物体自由下落的快慢和所受重力无关。让学生通过实验：用打点计时器研究自由落体运动，共同分析纸带得出自由落体运动的特点。让学生依据匀变速直线运动规律理论分析得出自由落体运动的规律。