自由落體運動

第二章勻變速直線運動的研究學案5自由落體運動

根據(jù)漫畫討論：兩位先生在干什么？他們采用了什么方法測量井深？他們采用的方法有道理嗎？為什么？學點1自由落體運動

⑴自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。

⑵自由落體運動的條件是：①物體只受重力作用；②由靜止下落。

⑷自由落體運動的性質(zhì)：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。

⑶物體在空氣中的運動能否看做自由落體運動？物體在空氣中的運動都要受到空氣阻力的作用，嚴格說不能看做自由落體運動，但當物體的密度比較大，相對體積比較小，下落速度不是太大時，物體下落過程所受空氣阻力遠小于物體的重力。決定物體下落快慢的主要因素是物體重力，即阻力與重力相比可忽略，因此物體在空氣中的下落可看做自由落體運動。1【例1】關于自由落體運動，以下說法中正確的是()A.質(zhì)量大的物體自由落體時的加速度大

B.從水平飛行著的飛機上釋放的物體將做自由落體運動

C.雨滴下落的過程是自由落體運動

D.從水龍頭上滴落的水滴的下落過程，可近似看做自由落體運動【解析】所有物體在同一地點的重力加速度相等，與物體質(zhì)量大小無關，故Ａ錯。從水平飛行著的飛機上釋放的物體，由于慣性具有水平初速度，不是自由落體，故Ｂ錯。雨滴下落過程所受空氣阻力與速度大小有關，速度增大時阻力增大，雨滴的速度增大到一定值時，阻力與重力相比不可忽略,不能認為是自由落體運動，故Ｃ錯。水龍頭上滴落的水滴所受空氣阻力與重力相比可忽略不計，可認為只受重力作用，故Ｄ對下列說法中正確的是（）A.從靜止開始下落的物體都必做自由落體運動B.從地球表面附近做自由落體運動的物體，速度都是相同的C.自由落體加速度的方向總是豎直向下的D.滿足速度跟時間成正比的運動一定是自由落體運動DC

⑵自由落體加速度（即重力加速度）通常用g表示，它的方向豎直向下，大小通常取g=9.8m/s2，沒有特別要求可取g=10m/s2。學點2自由落體加速度

⑴在同一地點，一切物體自由下落的加速度都相同，這個加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度。【例2】關于重力加速度的說法中，不正確的是（）

A.重力加速度g是標量，只有大小沒有方向，通常計算中g取9.8m/s2B.在地球上不同的地方，g值的大小不同，但它們相差不是很大

C.在地球上同一地方，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同

D.在地球上同一地方，離地面高度越高重力加速度g越小【解析】首先重力加速度是矢量，方向豎直向下，與重力的方向相同，在地球的表面，不同的地方，g值的大小略有不同，但都在9.8m/s2左右。在地球表面同一地點，g的值都相同，但隨著高度的增大，g的值逐漸減小?！敬鸢浮?.8m/s2A在測量自由落體加速度的實驗中，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O,另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，每兩個測量點之間有4個實際打出的點，如圖2-5-1所示，圖中所標數(shù)據(jù)是各測量點到O的距離(單位：mm)，那么由此可以計算自由落體加速度為多少？2圖2-5-1學點3

自由落體運動的規(guī)律

用打點計時器可以研究自由落體運動的規(guī)律，實驗裝置如圖2-5-2所示。注意以下四點：

①為盡量減小空氣阻力的影響，重物應選密度大的，如鐵錘等。②打點計時器應豎直固定好。③重物應靠近打點計時器釋放，且要先開打點計時器電源再放手讓重物運動。④改變重物的重量，重復打出幾條紙帶。通過對紙帶的分析可發(fā)現(xiàn)，自由落體運動是初速度為零、加速度為重力加速度g的勻加速直線運動。圖2-5-23一只小球自屋檐自由下落，在Δt=0.25s內(nèi)通過高度為Δh=2m的窗口，求窗口的頂端距屋檐多高？（取g=10m/s2）【答案】2.28m

1.日常活動中，有時需要反應靈敏，對戰(zhàn)士、司機、飛行員、運動員等尤其如此，當發(fā)現(xiàn)某種情況時，能及時采取相應行動，戰(zhàn)勝對手或避免危險，人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應行動經(jīng)過的時間叫反應時間。這里向你介紹一種測定反應時間的方法。

請一位同學用兩個手指捏住木尺頂端，你用一只手在木尺下部做握住木尺的準備，但手的任何部位都不要碰到木尺。當看到那位同學放開手時，你立即握住木尺。（如圖所示）在某次測試中，被測試同學開始手指上邊緣對準刻度，木尺的讀數(shù)是40cm,當看到木尺下落時，立即握住木尺，手指上邊緣在木尺上的讀數(shù)是59.6cm,g取9.8m/s2，則該同學的反應時間是多少？

在地球上同一地點，若無空氣阻力，所有物體下落的加速度都相等，它們在相同時間內(nèi)下落的位移也都相等。但實際上物體下落時總是受到空氣的阻力作用，對于不同的物體，這些作用又各不相同。例如羽毛自由下落和石塊自由下落時，它們受到的阻力與自身的