專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題課件

自由落體的頻閃照片問題物理專題專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題1.基本規(guī)律及推論專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題2.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)比例關(guān)系式（1）第1s末，第2s末，第3s末，…，第ns末速度之比為1∶2∶3∶…∶n;（2）前1s內(nèi)，前2s內(nèi)，前3s內(nèi)，…，前ns內(nèi)的位移之比為1∶4∶9∶…∶n2；（3）連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶…∶（2n-1）;（4）連續(xù)相等位移上所用時(shí)間之比為1∶（）∶（）∶…∶（）;（5）連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一個(gè)常數(shù)Δs=gT2（T為時(shí)間間隔）.

注意：只研究自由落體運(yùn)動(dòng)中間或最后一段運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，由于初速度不為零，上述規(guī)律不再適用.專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題例1．某科技館有一個(gè)展品，該展品放在較暗處，有一個(gè)不斷均勻滴水的水龍頭(剛滴出的水滴速度為零)，在平行光源的照射下，只要耐心地、緩慢地調(diào)節(jié)水滴下落的時(shí)間間隔，在適當(dāng)?shù)那闆r下參觀者可以觀察到一種奇特的現(xiàn)象：水滴好像都靜止在各自的位置不動(dòng)(如圖中的A、B、C、D所示，刻度尺上的單位是cm)。取g＝10m/s2，要想出現(xiàn)這一現(xiàn)象，所用光源應(yīng)滿足的條件是A．持續(xù)發(fā)光的光源B．間歇發(fā)光，間隔時(shí)間為1.6sC．間歇發(fā)光，間隔時(shí)間為0.14sD．間歇發(fā)光，間隔時(shí)間為0.2s解題思路：水滴運(yùn)動(dòng)看成自由落體運(yùn)動(dòng)→判斷發(fā)光是持續(xù)的還是間歇的→根據(jù)推論ΔS=aT2求T專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題解析：如果是持續(xù)發(fā)光，我們看到的水滴應(yīng)該是運(yùn)動(dòng)的，與題干不符，故A錯(cuò)；水龍頭滴下的每一滴水都可以看做是做自由落體運(yùn)動(dòng)，A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等，設(shè)為T根據(jù)hCD－h(huán)BC＝gT2，有T＝

＝0.14s只要發(fā)光的時(shí)間間隔是T的整數(shù)倍，就可以看到題中所述現(xiàn)象，C正確。專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題例2.一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落

的一段軌跡AB．該愛好者用直尺量出軌跡的實(shí)際長度，如圖所示．已知曝光時(shí)間為1/1000s，則小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)約為多少米？解題思路1：從圖中讀出AB的長度→根據(jù)位移和時(shí)間關(guān)系建立方程組求解解析1：設(shè)小石子出發(fā)點(diǎn)距離A點(diǎn)S1(m)，小石子到達(dá)此處所用時(shí)間為t1(s)，曝光后，小石子出發(fā)點(diǎn)離B點(diǎn)距離為S2(m)，小石子到達(dá)此處所用時(shí)間為t2(s)，則:S2-S1=(1/2)gt22-(1/2)gt12=0.02①t2-t1=1/1000②解方程組可得S1≈20m專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題例2.一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落

的一段軌跡AB．該愛好者用直尺量出軌跡的實(shí)際長度，如圖所示．已知曝光時(shí)間為1/1000s，則小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)約為多少米？解題思路2：從圖中讀出AB的長度→由AB段平均速度求中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度→根據(jù)2gH=vt2求H解析2：由圖中痕跡可知AB長為Δx=0.02m，又小石子做自由落體運(yùn)動(dòng)，故由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度可知，AB中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v=Δx/t=0.02/0.001m/s=20m/s，設(shè)到A點(diǎn)下落高度為H，則H=vt2/2g≈20m專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題例3.用繩拴住木棒AB的A端，使木棒在豎直方向上靜止不動(dòng)。在懸點(diǎn)A端正下方有一點(diǎn)C距A端0.8m。若把繩輕輕剪斷，用一架頻閃相機(jī)拍到兩張相鄰照片中A點(diǎn)和B點(diǎn)恰好到達(dá)C點(diǎn)，已知頻閃相機(jī)拍照頻率為5Hz，重力加速度g=10m/s2。求：AB的長度。

解題思路：畫出示意圖→找出圖中的位移關(guān)系→列出時(shí)間和位移關(guān)系方程求解

ABCh=0.8mh′L專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題解析：靜止的木棒A端到C點(diǎn)的距離是h＝0.8m，剪斷繩后木棒做自由落體運(yùn)動(dòng)，由位移公式得A端運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為tA,因?yàn)閔＝1/2gtA2，所以tA＝s=0.4sB端由開始下落到通過C點(diǎn)的時(shí)間為：tB＝tA－0.2s=0.2s

則木棒B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離為：h′＝1/2gtB2＝1/2×10×0.22＝0.2(m)

木棒的長度L是A、B端到C點(diǎn)的高度之差：L＝h－h(huán)′＝0.8－0.2＝0.6(m)ABCh=0.8mh′L專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題例4.我們在電影或電視中經(jīng)?？煽吹竭@樣的驚險(xiǎn)場面：一輛汽車從山頂直跌入山谷，為了拍攝重為15000N的汽車從山崖上墜落的情景，電影導(dǎo)演通常用一輛模型汽車代替實(shí)際汽車，設(shè)模型汽車與實(shí)際汽車的大小比例為1/25，那么山崖也必須用1/25的比例來代替真實(shí)的山崖。設(shè)電影1min放映的膠片張數(shù)是一定的，為了能把模型汽車墜落的情景放映得恰似拍攝實(shí)景一樣，以達(dá)到以假亂真的視覺效果。問：在實(shí)際拍攝的過程中，電影攝影機(jī)第1s拍攝的膠片數(shù)應(yīng)為實(shí)景拍攝的膠片數(shù)的幾倍？解題思路：可將汽車墜落山崖的運(yùn)動(dòng)看作自由落體運(yùn)動(dòng)→找出實(shí)際汽車和模型汽車墜落時(shí)的相同物理量和不同物理量→找出不同物理量間的等量關(guān)系專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題解析：可將汽車墜落山崖的運(yùn)動(dòng)看作自由落體運(yùn)動(dòng)，即模型汽車墜落和實(shí)際汽車墜落的加速度相同，

根據(jù)h＝1/2gt2,得h模=1/2gt模2h實(shí)=1/2gt實(shí)2由h模=1/25h可得t模=1/5t實(shí)為了使模型汽車的墜落效果逼真，拍攝模型下落的膠片張數(shù)應(yīng)與拍攝實(shí)際汽車下落的膠片張數(shù)相同，故拍攝模型時(shí)每1s拍攝的膠片張數(shù)是實(shí)景拍攝每1s拍攝膠片張數(shù)的5倍。專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題本課小結(jié)規(guī)律總結(jié)重要推論典型例題專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題下節(jié)課再見專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題14．如圖所示為小球自由下落過程中，用頻閃照相獲得的軌跡的一部分，計(jì)數(shù)點(diǎn)1～2的間隔為7.65cm，2～3的間隔為8.73cm，每次閃光的時(shí)間間隔為s，小球運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度為________，小球下落的重力加速度為________。專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題14．答案：2.47m/s

9.72m/s2解析：根據(jù)小球做的是自由落體運(yùn)動(dòng)，遵循勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。有Δx＝gT2，Δx＝x23－x12＝8.73cm－7.65cm＝1.08×10－2mT＝s，所以g＝

＝m/s2＝9.72m/s2又有v2＝

＝m/s≈2.47m/s。專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題一個(gè)同學(xué)在研究小球自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為1/30s，測得x1=7.68cm，x3=12.00cm，用上述數(shù)據(jù)通過計(jì)算可得小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為_______m/s2，圖中x2約為________cm。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，用頻閃照像獲得的軌跡的一部分,記數(shù)點(diǎn)1、2的間隔為7.70cm，2、3的間隔為8.75cm，每次閃光的時(shí)間間隔為1/30s，小球運(yùn)動(dòng)到計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度為()，小球下落的加速度為===============================================對勻變速運(yùn)動(dòng)，在某段時(shí)間內(nèi)，“中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度”就等于“平均速度”。V2=X13/(2T)=(X12+X23)/(2T)=(7.70+8.75)/(2/30)=246.75cm/s=2.4675m/s加速度：a=(X23-X12)/T2=(8.75-7.70)/(1/30)2=945cm/s2=9.45m/s2專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題（6分）小球的自由落體運(yùn)動(dòng)通過頻閃照相的照片損壞，開始落下的部分被撕去。在損壞的照片上選相鄰的三點(diǎn)a、b、c（g=10m/s2），ab間距10mm，bc間距14mm，頻閃照相每幅相片的時(shí)間間隔

s（忽略曝光時(shí)間）b點(diǎn)的速度為

m/s答案

0.02，0.7專題-物理-L5-自由落體的頻閃照片問題如圖所示，一段長為L=3m的棒，上端懸掛在天花板上P點(diǎn)，棒的正下方固定著一個(gè)高為d=0.75m的中空圓筒