第五課時(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)

1、第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究第五課時(shí)第五課時(shí) 自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)探究一探究一 對自由落體運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步理解對自由落體運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步理解1自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型物體在空氣中下落時(shí)由于要受空氣阻力的作用，并不做自物體在空氣中下落時(shí)由于要受空氣阻力的作用，并不做自由落體運(yùn)動(dòng)只有當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，可以認(rèn)為物由落體運(yùn)動(dòng)只有當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，可以認(rèn)為物體只受重力作用物體由靜止下落才可被看做自由落體運(yùn)體只受重力作用物體由靜止下落才可被看做自由落體運(yùn)動(dòng)在空氣中自由下落的石塊在短時(shí)間內(nèi)可被看做自由落動(dòng)在空氣中自由下落的石塊在短時(shí)間內(nèi)可被看做

2、自由落體運(yùn)動(dòng)在空氣中羽毛的下落不能被看做自由落體運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)在空氣中羽毛的下落不能被看做自由落體運(yùn)動(dòng)2自由落體運(yùn)動(dòng)的判斷方法自由落體運(yùn)動(dòng)的判斷方法(1)根據(jù)條件來判斷：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是物體的根據(jù)條件來判斷：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是物體的初速度為零且物體只受重力作用，兩者缺一不可初速度為零且物體只受重力作用，兩者缺一不可(2)根據(jù)理想化模型來判斷：靜止下落的物體除受重力外也根據(jù)理想化模型來判斷：靜止下落的物體除受重力外也受其他力，但其他力遠(yuǎn)小于物體的重力受其他力，但其他力遠(yuǎn)小于物體的重力(3)根據(jù)題目中一些暗示語言來判斷：有些題目直接給出諸根據(jù)題目中一些暗示語言來判斷：有些題目直接給出

3、諸如如“物體由靜止開始自由下落物體由靜止開始自由下落”、“忽略空氣阻力忽略空氣阻力”或或“空氣阻力遠(yuǎn)小于重力空氣阻力遠(yuǎn)小于重力”等提示語時(shí)，可將下落的物體看等提示語時(shí)，可將下落的物體看成自由落體運(yùn)動(dòng)成自由落體運(yùn)動(dòng)3自由落體運(yùn)動(dòng)的自由落體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象圖象由自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)知，自由落由自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)知，自由落體運(yùn)動(dòng)的體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條經(jīng)過原點(diǎn)的圖象是一條經(jīng)過原點(diǎn)的傾斜直線，斜率表示重力加速度傾斜直線，斜率表示重力加速度g.4自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)(1)自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度恒定，稱自由落體加速度自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度恒定，稱自由落體加速度(或重力加或重

4、力加速度速度)同一位置，不同物體的自由落體加速度均相同同一位置，不同物體的自由落體加速度均相同(2)地球表面不同位置的自由落體加速度不同地理緯度越高，地球表面不同位置的自由落體加速度不同地理緯度越高，自由落體加速度越大自由落體加速度越大特別提醒：特別提醒：(1)物體在真空中由靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)不一定是物體在真空中由靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)不一定是自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槲矬w可能不只受重力作用因?yàn)槲矬w可能不只受重力作用(2)物體在其他星球上也可以做自由落體運(yùn)動(dòng)物體在其他星球上也可以做自由落體運(yùn)動(dòng)，但同一物體在，但同一物體在不同的星球上所受重力一般不同，所以物體下落時(shí)的加速度不同的星球上所受重力一

5、般不同，所以物體下落時(shí)的加速度一般不同一般不同 關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 ()A豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)B自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零加速度為自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零加速度為g的豎直向下的勻加速的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)C物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)動(dòng)D熟透的蘋果從樹枝開始自由下落的運(yùn)動(dòng)可被視為自由落體熟透的蘋果從樹枝開始自由下落的運(yùn)動(dòng)可被視為自由落體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析：分析：求解本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：求解本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：( (1)物體做

6、自由落體運(yùn)動(dòng)的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件條件(2)自由落體運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析：解析：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是初速度為零且只受重力作物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是初速度為零且只受重力作用用，A錯(cuò)錯(cuò)，C對所有物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度均為對所有物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度均為g，運(yùn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是由靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)性質(zhì)是由靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B對熟透的蘋果在對熟透的蘋果在下落過程中雖受空氣阻力作用下落過程中雖受空氣阻力作用，但該阻力遠(yuǎn)小于它的重力但該阻力遠(yuǎn)小于它的重力，可可以忽略該阻力以忽略該阻力，故可將該過程視為自由落體運(yùn)動(dòng)故可將該過程視為自由落體運(yùn)動(dòng)，D對

7、對答案：答案：BCD名師點(diǎn)睛：名師點(diǎn)睛：充分理解自由落體運(yùn)動(dòng)的定義、特征和性質(zhì)充分理解自由落體運(yùn)動(dòng)的定義、特征和性質(zhì)，重力加速度的特點(diǎn)，排除日常生活經(jīng)驗(yàn)的干擾，緊緊抓住重力加速度的特點(diǎn)，排除日常生活經(jīng)驗(yàn)的干擾，緊緊抓住概念的本質(zhì)，是解決這一類問題的關(guān)鍵概念的本質(zhì)，是解決這一類問題的關(guān)鍵變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 1如圖所示的各如圖所示的各v-t圖象能正確反映自由落體運(yùn)動(dòng)過程的是圖象能正確反映自由落體運(yùn)動(dòng)過程的是( )解析：解析：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度v00，加速度加速度ag的勻加速的勻加速直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，因此它的因此它的v-t圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，

8、B、D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確答案：答案：BD探究二探究二 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例，因此勻變速直線自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例，因此勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律也適用于自由落體運(yùn)動(dòng)只要將勻變速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律也適用于自由落體運(yùn)動(dòng)只要將勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式中的公式中的v0換成換成0，a換成換成g，x換成換成h，勻變速直線運(yùn)動(dòng)公，勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式就變?yōu)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)公式式就變?yōu)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)公式特別提醒：特別提醒：當(dāng)問題只涉及自由落體運(yùn)動(dòng)中間某段或最后某段當(dāng)問題只涉及自由落體運(yùn)動(dòng)中間某段或最后某段過程時(shí)過程時(shí)，運(yùn)動(dòng)就轉(zhuǎn)化為初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)此運(yùn)動(dòng)就

9、轉(zhuǎn)化為初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)此時(shí)有兩種求解思路：時(shí)有兩種求解思路：(1)利用一般勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解利用一般勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解(2)間接運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律間接運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用不同過程來求解例利用不同過程來求解例如如，求物體下落經(jīng)過窗戶的時(shí)間求物體下落經(jīng)過窗戶的時(shí)間，可以先求從開始下落至窗可以先求從開始下落至窗頂、窗臺的時(shí)間頂、窗臺的時(shí)間t1、t2，再利用再利用t2t1求解求解 某人估測一豎直枯井深度，從井口靜止釋放一石頭并某人估測一豎直枯井深度，從井口靜止釋放一石頭并開始計(jì)時(shí)，經(jīng)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)2 s聽到石頭落底聲由此可知井深約為聽到石頭落底聲由此可知井深約為(不計(jì)聲不計(jì)聲

10、音傳播時(shí)間，重力加速度音傳播時(shí)間，重力加速度g取取10 m/s2)()A10 m B20 m C30 m D40 m分析：分析：人從井口靜止釋放石頭到聽到石頭落地聲的時(shí)間就是石人從井口靜止釋放石頭到聽到石頭落地聲的時(shí)間就是石頭做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間頭做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間名師點(diǎn)睛：名師點(diǎn)睛：應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，應(yīng)先確定研究應(yīng)先確定研究對象對象，選定研究過程選定研究過程，明確物體的運(yùn)動(dòng)情況明確物體的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合自由結(jié)合自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行求解落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行求解變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 2從離地面從離地面80 m的空中自由落下的一個(gè)小球的空中自由落下的一個(gè)小球，取取g10

11、 m/s2，求：求：(1)經(jīng)過多長時(shí)間小球落到地面上？經(jīng)過多長時(shí)間小球落到地面上？(2)自開始下落計(jì)時(shí)自開始下落計(jì)時(shí)，在最后在最后1 s內(nèi)的位移內(nèi)的位移(3)下落一半高度時(shí)的速度下落一半高度時(shí)的速度分析：分析：小球釋放后做自由落體運(yùn)動(dòng)小球釋放后做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律律，選擇合適的公式進(jìn)行計(jì)算選擇合適的公式進(jìn)行計(jì)算探究三探究三 利用自由落體運(yùn)動(dòng)測重力加速度利用自由落體運(yùn)動(dòng)測重力加速度1利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測重力加速度利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測重力加速度(1)按圖示連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端按圖示連接好線路，并用手托重物將紙帶拉到最上端(2)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要使兩

12、限位孔在同一豎直線上，以減少安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要使兩限位孔在同一豎直線上，以減少摩擦阻力摩擦阻力(3)應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物增大重力可使阻力的影應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物增大重力可使阻力的影響相對減小；增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減響相對減小；增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小小(4)先接通電路再放開紙帶打完一條紙帶后立刻斷開電先接通電路再放開紙帶打完一條紙帶后立刻斷開電源源(5)對紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離對紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離h進(jìn)行測量利用進(jìn)行測量利用hnhn1gT2求出重力加速度求出重力加速度3利用滴水法測重力加速度利用滴水法測重力加速度如圖，讓水滴自水龍頭滴下，在水龍頭如圖，讓水

13、滴自水龍頭滴下，在水龍頭正下方放一個(gè)盤，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一正下方放一個(gè)盤，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地滴下，并調(diào)節(jié)到使第一滴水碰滴一滴地滴下，并調(diào)節(jié)到使第一滴水碰到盤的瞬間，第二滴水正好從水龍頭口到盤的瞬間，第二滴水正好從水龍頭口開始下落，并且能依次持續(xù)下去用刻開始下落，并且能依次持續(xù)下去用刻度尺測出水龍頭口距盤面的高度度尺測出水龍頭口距盤面的高度h，再測再測出每滴水下落的時(shí)間出每滴水下落的時(shí)間T.其方法是：其方法是：特別提醒：特別提醒：(1)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出的重力加速度可能比實(shí)際用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出的重力加速度可能比實(shí)際值偏小值偏小，因?yàn)橹匚镌趲?dòng)紙帶通過計(jì)時(shí)器下落時(shí)要受阻力因?yàn)橹匚镌趲?dòng)紙帶通過

14、計(jì)時(shí)器下落時(shí)要受阻力作用作用(2)頻閃照相法測重力加速度實(shí)驗(yàn)中頻閃照相法測重力加速度實(shí)驗(yàn)中，照片上的距離不是實(shí)照片上的距離不是實(shí)際距離際距離，應(yīng)將其還原成小球下落的實(shí)際距離應(yīng)將其還原成小球下落的實(shí)際距離(或在照相時(shí)在或在照相時(shí)在物體旁放一標(biāo)尺物體旁放一標(biāo)尺) 某物理興趣小組為獲得當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?，設(shè)計(jì)了如某物理興趣小組為獲得當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了一系列探究過程假設(shè)你也是其中一員，下實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了一系列探究過程假設(shè)你也是其中一員，請補(bǔ)充完整橫線部分內(nèi)容請補(bǔ)充完整橫線部分內(nèi)容(1)操作過程：操作過程：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，如圖所示將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，如圖所示將接有

15、重物的紙帶沿豎直方向穿過將接有重物的紙帶沿豎直方向穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔先先_，再釋放紙帶，再釋放紙帶獲得點(diǎn)跡清晰的幾條紙帶獲得點(diǎn)跡清晰的幾條紙帶(2)探究過程：其中一條紙帶的點(diǎn)跡及數(shù)據(jù)如圖所示探究過程：其中一條紙帶的點(diǎn)跡及數(shù)據(jù)如圖所示(圖中圖中直尺的單位為直尺的單位為cm，點(diǎn)，點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一點(diǎn)，點(diǎn)為紙帶上記錄到的第一點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C、D依次表示點(diǎn)依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)的各點(diǎn)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每以后連續(xù)的各點(diǎn)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔隔T0.02 s打一個(gè)點(diǎn)打一個(gè)點(diǎn))分析：分析：求解本題要把握以下三點(diǎn)：求解本題要把握以下三點(diǎn)：(1)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的要領(lǐng)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的要領(lǐng)(2)勻

16、變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度(3)利用紙帶計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的方法利用紙帶計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的方法名師點(diǎn)睛：名師點(diǎn)睛：利用紙帶計(jì)算重力加速度的三種方法利用紙帶計(jì)算重力加速度的三種方法(1)計(jì)算出紙帶上幾個(gè)點(diǎn)的速度計(jì)算出紙帶上幾個(gè)點(diǎn)的速度，然后根據(jù)加速度的定義式然后根據(jù)加速度的定義式求加速度求加速度(2)計(jì)算出紙帶上各點(diǎn)的速度計(jì)算出紙帶上各點(diǎn)的速度，畫出畫出v-t圖象圖象，由圖象的斜率由圖象的斜率可求得重物下落的加速度即重力加速度可求得重物下落的加速度即重力加速度(3)用逐差法根據(jù)用

17、逐差法根據(jù)hgt2求加速度求加速度(注意要盡可能多地選用注意要盡可能多地選用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù))變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 3滴水法測重力加速度的過程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴水法測重力加速度的過程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里調(diào)整水龍頭滴地滴在其正下方的盤子里調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤讓前一滴水滴到盤子而聽到聲音時(shí)子而聽到聲音時(shí)，后一滴恰好離開水龍頭從第后一滴恰好離開水龍頭從第1次聽到水擊盤次聽到水擊盤聲時(shí)開始計(jì)時(shí)聲時(shí)開始計(jì)時(shí)，測出測出n次聽到水擊盤聲的總時(shí)間為次聽到水擊盤聲的總時(shí)間為t，用刻度尺用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為量出水龍頭到盤子的高度差為h，即可算出重力加速度設(shè)人耳即可算出重力加速度設(shè)人耳能區(qū)分兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為能區(qū)分兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為0.1 s，聲速為聲速為340 m/s，g取取10 m/s2，則則 (D)探究四探究四 自由落體運(yùn)動(dòng)的綜合問題自由落體運(yùn)動(dòng)的綜合問題 跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演，他離開飛機(jī)后先做自由落跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演，他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)距離地面體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)距離地面125 m時(shí)打開降落傘，傘張開后運(yùn)