1、,第一节 探究自由落体运动 第二节 自由落体运动规律,第二章 探究匀变速直线运动规律,学习目标,1.知道自由落体运动的条件、性质和特点. 2.会分析记录自由落体运动的纸带或频闪照片上的运动信息. 3.掌握自由落体运动的规律，知道在地球不同地方重力加速度大小不同.,自主预习,01,1.落体运动的思考 (1)亚里士多德的观点：重的物体比轻的物体下落得_. (2)伽利略的观点：物体下落过程中的运动情况与物体的质量_. 2.自由落体运动 (1)定义 物体仅在_作用下，从_开始下落的运动叫做自由落体运动. (2)自由落体运动具备两个特征 初速度为_；只受重力. (3)实验探究 将一系有纸带的重物从一定的
2、高度自由下落，利用_记录重物的下落过程.分析纸带上记录的运动信息，可以找到自由落体运动的规律.,探究自由落体运动,一,快,无关,静止,重力,零,打点计时器,1.猜想 自由落体运动是否是_直线运动. 2.验证 根据打点计时器打出的纸带，一是利用测量得到的位移和时间数据，由s_求出自由落体运动在各段的加速度，看是否_来验证；二是求出做自由落体运动的物体在不同时刻的速度，作出vt图象，进行验证. 3.自由落体运动的规律 速度公式：vt_ 位移公式：s_,自由落体运动的猜想和验证,二,匀加速,相等,gt,1.定义：自由落体运动的加速度，称为自由落体加速度，也叫_加速度，用_表示. 2.方向：重力加速度
3、的方向总是_的. 3.大小：在同一地点，一切物体的重力加速度都_，在地球上不同的地方，g值是_(填“相同”或“不同”)的，但差别不大.,自由落体加速度,三,重力,竖直向下,相同,不同,g,1.判断下列说法的正误. (1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.( ) (2)物体只在重力作用下的运动是自由落体运动.( ) (3)自由落体加速度的方向垂直地面向下.( ) (4)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律.( ) 2.一物体从塔顶做自由落体运动，经过3 s落地，取g10 m/s2，则物体落地时的速度v_m/s，方向_；塔高H_m.,即学即用,45,30,竖直向下,重点探究
4、,02,某实验小组利用打点计时器记录物体自由下落的运动轨迹时，得到一条如图1甲所示的纸带.其中，A是打出的第1个点.由纸带上的数据可以看出，在相同时间内物体的位移变大，即物体的速度增大.据此猜测自由落体运动是匀加速直线运动，为了验证这一猜测，请做以下工作：(已知打点计时器的打点频率为50 Hz),自由落体运动和自由落体加速度,一,导学探究,甲,乙,图1,(1)求出B、C、D、E、F点的瞬时速度；,甲,乙,答案 自由落体运动v00 ,由得,计算各点的瞬时速度,(2)在图乙坐标系中作出物体下落的vt图象；,甲,乙,答案 作出vt图象如图.,(3)根据图象作出判断，并求出物体下落过程的加速度.,甲,
5、乙,答案 因为物体运动的vt图象是一条过原点的直线，所以自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动.根据vt图象的斜率求得加速度a9.60 m/s2(由于有空气阻力和摩擦阻力的作用，测得的加速度比自由落体运动的加速度偏小).,知识深化,1.自由落体运动 (1)自由落体运动实质上是初速度v00，加速度ag的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例. (2)自由落体运动是一种理想化的运动模型.只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可以当成自由落体运动来处理. (3)运动图象：自由落体运动的vt图象是一条过原点的倾斜直线，斜率kg.,2.自由落体加速度(重力加速度) (1)方向：总是竖
6、直向下，但不一定垂直地面； (2)大小：在同一地点，重力加速度都相同.地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力加速度都接近9.8 m/s2，因此一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2.,例1 (多选)关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是 A.自由落体运动不受任何外力的作用 B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可视为自由落体运动 C.同一地点，轻、重物体的g值一样大 D.g值在赤道处大于在北极处,解析 物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用，A错； 熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力作用，但该阻力远小于它的重
7、力，可以忽略该阻力，故可将该过程视为自由落体运动，B对； 同一地点，重力加速度都相同，与质量无关，C对； 赤道处g值小于北极处，D错.,例2 (多选)下列说法正确的是 A.初速度为零、运动方向竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动 B.物体仅在重力作用下的运动叫做自由落体运动 C.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 D.当空气阻力可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动,解析 自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，选项A、B错误，C正确. 当空气阻力比较小，可以忽略不计时，物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动，选项D正确.,1
8、.速度公式 (1)公式：vtgt (2)公式推导：由加速度的定义式 得vtv0at而v00，ag，所以有vtgt.,自由落体运动的规律,二,2.自由落体运动的速度时间图象 (1)图象特点：自由落体运动的速度时间图象(vt图象)是一条过原点的倾斜直线，如图2所示.,图2,(2)图象的物理意义 根据vt图象可确定某时刻的速度或达到某速度所用的时间，可以据此求出重力加速度g的值.,3.位移公式,例3 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g10 m/s2，求： (1)小球落到地面所用的时间；,答案 10 s,解析 由s500 m和自由落体加速度，根据位移公式可直接算出落地所用时间，根据运动时间
9、，可算出第1 s内的位移.最后1 s内的位移是下落总位移和前(n1) s下落位移之差.,(2)自开始下落计时，小球在第1 s内的位移、最后1 s内的位移.,答案 5 m 95 m,解析 第1 s内的位移：,因为从开始运动起前9 s内的位移为,所以最后1 s内的位移为sss9500 m405 m95 m.,(3)最后1 s的初速度大小.,答案 90 m/s,解析 最后1 s的初速度即下落9 s末的速度，vtgt9109 m/s90 m/s,例4 如图3所示，一滴雨滴从离地面h20 m高的楼房屋檐自由下落，下落途中用t0.2 s的时间通过一个窗口，窗口的高度为2 m，不计空气阻力，g取10 m/s
10、2，问：,则雨滴落地时的速度vtgt20 m/s.,图3,(1)雨滴落地时的速度大小；,答案 20 m/s,(2)雨滴落地前最后1 s内的位移大小；,答案 15 m,则雨滴落地前最后1 s内的位移大小为h2hh115 m.,(3)屋檐离窗的上边框有多高？,答案 4.05 m,解析 由题意知窗口的高度为h32 m，设屋檐距窗的上边框为h0，雨滴从屋檐运动到窗的上边框所用时间为t0，则,联立解得h04.05 m.,达标检测,03,1,2,3,1.(重力加速度及自由落体运动的理解)(多选)在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是
11、A.重的石块落得快，先着地 B.轻的石块落得快，先着地 C.在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度 D.两块石块在下落时间段内的平均速度相等,4,解析 两石块都做自由落体运动，运动规律相同且具有相同的加速度，由于从同一高度下落，落地时间必然相同，故A、B错误.,2.(自由落体运动的规律)某人估测一竖直枯井深度，从井口由静止释放一石头并开始计时，经2 s听到石头落地声，由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10 m/s2) A.10 m B.20 m C.30 m D.40 m,1,2,3,4,解析 已知初速度为0、加速度ag10 m/s2、时间t2 s 这三个物理量，所以直接 应用位移公式 ，由此可知井深约为20 m.,3.(自由落体运动的规律)一物体从H高处自由下落，经时间t落地，则当它下落 时， 离地的高度为(不计空气阻力),1,2,3,4,4.(自由落体运动的规律)一颗自由下落的小石头，经过某点时的速度是10 m/s，经过另一点时的速度为30 m/s，求经过这两点的时间间隔和两点间的距离.(不计空气阻力，g10 m/s2),4,1,2,3,答案 2 s 40 m,解析 根据速度公式vtgt得,所以tt2t12 s,则ss2s140 m,4,1,2,3,