河北省迁安一中高中物理 自由落体运动课件 新人教版必修1

实验结论
物体下落的快慢与物体 的轻重无关 在真空中或不计阻力的空 气中, 同样的高度任何物 体下落的快慢是相同的
自由落体运动
物体只在重力作用下由静止开始的 1、 运动叫自由落体运动。
一切处于自由落体运动中的物体， 下落的快慢与物体质量无关。
1
初速度为零的匀 3 5 7
加速直线运动在
连续且相等的时 间间隔内，位移
【答案】 (1)3.2 m
(2)0.2 s
某同学用下列方法测定重力加速度： (1)让水滴落在盘中时，仔细调整水龙头的 阀门，使第一滴水刚落入盘中听到响声的瞬 间，第二滴水滴正好从阀门口处开始下落； (2)当听到水滴落进盘中的某次响声开始计 时，并数“0”，以后每听到一次响声，依次 数“1,2,3，„„”，直到数到“50”按下停 表按钮，停表上显示的时间为20.0 s； (3)用米尺测量出水龙头阀门口到盘子的距 离为78.24 cm. 根据上述实验过程及所得数据，计算重力 加速度的值为________m/s2.
从某电塔塔顶附近的平台处释放一个 小球，不计空气阻力和风的作用，小球
自由下落．若小球在落地前的最后2 s内 的位移是80 m，则该平台距地面的高度
是________m；该小球落地时的瞬时速
度大小是________m/s.(g取 10m/s2)
【解析】 解法一 设小球落地所需的时间为 t， 1 2 1 2 则由题意知 gt － g(t－2) ＝80 m 2 2 由上式解得 t＝5 s 1 2 1 所以平台到地面的高度 H＝ gt ＝ ×10×52 m＝125 m. 2 2 小球落地时的速度 v＝gt＝10×5 m/s＝50 m/s. 解法二 设小球落地过程最后 2 秒开始时的速度为 v1，落地 时速度为 v2.则由题意知 2 2 v2 －v1 ＝2gΔ h＝2×10×80＝1 600① v1＋v2 v1＋v2 又 Δ h＝ Δ t＝ ×2＝v1＋v2＝80② 2 2 由①②解得 v2＝50 m/s. 2 50 再由 v22＝2gH，得 H＝ m＝125 m. 20
2-1：屋檐每隔一定时间滴 下一滴水，当第5滴正欲滴下 时，第1滴刚好落到地面，而 第3滴与第2滴分别位于高1 m 的窗户的上、下沿，如右图 所示，问：(g=10 m/s2) (1)此屋檐离地面多少米？ (2)滴水的时间间隔是多少 ？
【解析】 解法一 利用基本规律求解． 设屋檐离地面高为 h，滴水间隔为 T，由 h=gt2 得 第 2 滴水的位移 h2=g(3T)2① 1 2 第 3 滴水的位移 h3＝ g(2T) ② 2 由题意知：h2－h3＝1 m③ 由①②③解得：T＝0.2 s，h＝3.2 m. 解法二 用比例法求解． (1)初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间间隔内的位移之比为 x1∶x2∶x3∶„„∶xn＝1∶3∶5∶„„∶(2n－1) 由此可得相邻两水滴之间的间距从上到下依次为 x0、3x0、5x0、7x0 由图可知，窗高为 5x0，则 5x0＝1 m，所以 x0＝0.2 m．所以屋檐的高度为 h＝x0＋3x0＋5x0＋7x0＝16x0＝3.2 m. 1 2 (2)由 h＝ gt 得，滴水时间间隔为 2 T＝ 2x0 ＝ g 2×0.2 s＝0.2 s. 10
v0 0 自由落体运动 匀变速直线运动 ag
v vo at
2 1 x vot at 2
v gt
2 1 h gt 2
v v0 2ax
2
2
v 2gh
2
【例题1 】 将甲乙两物体从同一高度由静止 释放，已知甲物体的重力是乙的3倍，空气阻 力忽略不计，则：（ C ） A、甲一定先落地 B、乙一定先落地 C、甲、乙同时落地 D、乙可能先落地
普通高中物理第一册第二章第五节
自由落体运动
必 修 1
亚里士多德：古希腊 哲学家，他是很多领 域的开拓者。恩格斯 曾说“亚里士多德是 最博学的人！”
重的物体下落得快
思考
是不是重的物体一定比轻的
物体下落得快呢？
粉笔和之比较下落
实验三
实验四：1969年美国实现人类首次 登月。宇航员大卫· 斯科特在月球上 证实：榔头与羽毛下落一样快。
【例题3】在忽略空气阻力的情况下，让
石块和木块从同一高度同时静止下落，下列 说法正确的是（C D ） A、重的石块先落地 B 、轻的木块先着地 C 、在着地前的任一时刻，二者具有相 同的的速度，相同的位移 D、 两者在下落这段时间内的平均速度 相等
解析：在没有空气阻力的情况下，石块和木 块下落快慢相同，所以AB错，选项C正确，根据 平均速度的定义又可知D也正确
m ，这位青年从他所在的地方冲到楼下需要 最多允许他有多长的反应时间?（g 取 10
的时间是 1.3 s ，请你估算一下他要接住孩子， m/s2 )
分析：小孩下落的高度 x = 14×2.8m = 39.2m，
根据 x
，算出小孩下落的时间为
t = 2.8s，则最多允许这位青年的反应时间为 △t = 2.8s - 1.3s = 1.5s 。
自由落体运动
1、物体由只在重力作用下由静止开始的运动叫自 由落体运动。自由落体运动中的物体，下落的快慢 与物体质量无关。 2、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 3、自由落体加速度又叫做重力加速度，通常用符号 g来表示。在同一地点，一切在自由落体运动中的物 体，加速度都相同。自由落体加速度方向竖直向下, 大小通常取g=9.8m/s2。
T=0.04s
10
m/s2
x3=
x4=
x5
x5=
7.2
自由落体运动
自由落体加速度:自由落体加速度又叫做 3、
重力加速度，通常用符号g来表示。 通常取: g = 9.8 m/s2 估算时取:g = 10 m/s2 在同一地点，一切在自由落体运动中的
物体，加速度都相同。
地点
赤道 广州 武汉 上海 东京
的大小之比是
1︰ 3︰ 5‥‥‥
9
x1
x2
x3
位移(cm)
比例
x1= 0.8
x2= 2.4
1
3
x4
x3=4.0
x4=5.6
5
7
x5
x5=7.2
9
自由落体运动
2、 自由落体运动是
初速度为零的匀加速直线运
动.
x1
x2
x3
位移(cm)加速度源自x1=x2=0.8 2.4 4.0 5.6
x4
x x a 2 T
纬度
0° 23º06' 30º33' 31º12' 35º43'
重力加速度
9.780 9.788 9.794 9.794 9.798
北京 纽约
莫斯科 北极
39º56' 40º40'
55º45' 90º
9.801 9.803
9.816 9.832
随 纬 度 升 高 ， 重 力 加 速 度 增 大
北极： g = 9.832m/s2
解析： 对 A、 B 两滴水分别运用自由落 体的运动规律，然后找出两者运动的时间 关系和位移关系，解方程即可．若无特殊 2 说明，g 取 9.8m/s . 设 A 比 B 早下落 ts，则 1 1 2 2 hA＝ g(t＋t0) ，hB＝ gt0，t0＝2s 2 2 hA－hB＝24.5m，解得 t＝1s.
阅读并思考
（1）伽利略是怎样利用推理的方法说明“重 的物体下落得快”的说法是错误的？ （2）伽利略在科学研究的道路上具有怎样的 品质？我们要怎样去学习他的这些品质？
课外设计
请同学 们自己设 计一个实 验测定迁 安地区的 重力加速 度。
• 3．从屋顶先后落下两滴水A和B，在B落下 2s后，A、B之间的距离为24.5m，则A比B早 下落多长时间？(不计空气阻力) • 答案：1s
1.关于自由落体运动的加速度g，下列
说法正确的是( )
A．同一地点轻重物体的g值一样大 B．北京地面的g值比上海地面的g值
略大 C．g值在地面任何地方都一样
D．g值在赤道处大于在南北两极处
【例题2】 1991年5月15日《北京晚报》，报 道了一位青年奋勇接住从 15 层高楼窗口跌出
的孩子的动人事迹。设每层楼的高度是 2.8
【解析】 这是一个利用自由落体运动规律测量重力加速度的方 法，为了保证测量结果的准确性，用“累积法”测量水滴下落的时 间，即t＝ s＝0.4 s，由x＝gt2得g＝＝9.78 m/s2.
【答案】 9.78
莫斯科： g = 9.816m/s2 北京： g = 9.801m/s2
赤道： g = 9.780m/s2
自由落体运动
随纬度的增加，重力加速度的大小
有微小的增加。 重力加速度的方向：竖直向下
练习：我们的科学馆高为6层，假设现在某同学在楼顶做 自由落体运动的实验，从上面由静止放下一个小球，不计 空气阻力，请估算小球在第1s末的速度是多少？第1s内下 落的位移是多少？小球大约经几秒落地？
• 例4一条铁链AB长0.49m，A端悬挂使它竖 直下垂．然后让它自由落下，求整条链条 通过悬点下方2.45m处小孔P所需的时间．
A B
A B
P
P
P
几个有用的比例 (1)Δh＝gT2 (2)T 末、2T 末、3T 末„瞬时速度之比 v1∶v2∶v3∶„＝1∶2∶3∶„ (3)T 内、2T 内、3T 内„位移之比 x1∶x2∶x3∶„＝1∶4∶9∶„ (4)第一个 T 内、第二个 T 内、第三个 T 内„位移之 比 xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶„＝1∶3∶5∶„ (5)连续相等的位移末的瞬时速度 v1∶v2∶v3∶„＝1∶ 2∶ 3∶„ (6)通过连续相等的位移所用时间之比 t1∶t2∶t3∶„＝1∶( 2－1)∶( 3－ 2)∶„