自由落体运动 课件

s4－s1 3T2
，g2＝
s5－s2 3T2
，g3＝
s6－s3 3T2
，取平均
值。
第二章 匀变速直线运动的研究
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从数据处理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，对实验 结果起作用的，方法一中有________；方法二中有_______ _。因此，选择________(“方法一”或“方法二”)更合理， 这样可以减小实验的________(填“系统”或“偶然”)误 差。本实验误差的主要来源有________(试举出两条)，并计 算物体经过第4点的瞬时速度v4＝__________m/s；重力加速 度g＝________m/s2。
第二章 匀变速直线运动的研究
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解析：石子做自由落体运动，它留下径迹AB的对应的运 动时间即为曝光时间。设开始下落点为O，由照片可以看出
第二章 匀变速直线运动的研究
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知识点2 自由落体加速度 1.定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都
相同 ，这个加速度叫自由落体加速度，也叫 重力加速度 ， 通常用g表示。
2．方向： 竖直向下 。 3．大小：在地球上不同的地方，g的大小是 不同的 ， 一般计算中g取 9.8m/s2 。
第二章 匀变速直线运动的研究
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点评：本题不仅考查学生对实验数据处理，根据实验结 果分析实验误差产生的原因，并对结果进行论证，还考查学 生对实验方案进行评估的能力。
第二章 匀变速直线运动的研究
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题型4 开放·探究 有一种“傻瓜”照相机，其光圈(进光孔径)随被拍
第二章 匀变速直线运动的研究
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解析：方法一中g1、g2、g3、g4、g5相加后，s2、s3、s4、 s5相互抵消，只有s1、s6(或37.5、193.5)起作用。方法二中数 据s1、s2、s3、s4、s5、s6(或37.5、69.0、100.5、131.5、 163.0、193.5)都用上了，所以选择方法二更合理。这是由于 计算方法不当所带来的误差，是偶然误差。
第二章 匀变速直线运动的研究
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频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中， 照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次 短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体 在几个闪光时刻的位置。下图是小球自由下落时的频闪照 片，频闪仪每隔0.04s闪光一次。通过这幅照片测量自由落体 运动的加速度是________。
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5．自由落体运动
第二章 匀变速直线运动的研究
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知识点1 自由落体运动 1.定义 物体只在 重力 作用下从 静止 开始下落的运动。 2．特点 (1)运动特点：初速度等于 零 的匀加速直线运动。 (2)受力特点：只受 重力 作用。
第二章 匀变速直线运动的研究
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解法Ⅰ：用比例法求解。 (1)由于初速为零的匀加速直线运动从开始运动起，在连 续相等的时间间隔内的位移比为1:3:5:7:…: (2n－1)，据此令 相邻两水滴之间的间距从上到下依次是x0:3x0:5x0:7x0。 显然，窗高为5x0，即5x0＝1m，得x0＝0.2m 屋檐总高x＝x0＋3x0＋5x0＋7x0＝16x0＝3.2m
第二章 匀变速直线运动的研究
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点评：对于初速为零的匀加速直线运动的规律和有关推 论，同样适用于自由落体运动。
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题型3 实验：测量自由落体加速度 某同学用如下图甲所示装置测量重力加速度g，所
用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点， 然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如 下图乙所示。
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(2)公式：①速度与时间关系式：v＝gt。
②位移与时间关系式：x＝
1 2
gt2，其中x为由静止下落的
高度。
③速度与位移关系式：v2＝2gx。
④平均速度公式：－v ＝v2。
第二章 匀变速直线运动的研究
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⑤推论：Δh＝gT2。 ⑥连续相等时间内的位移之比：h1:h2:h3:…:hn＝ 1:3:5:…: (2n－1)。
第二章 匀变速直线运动的研究
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(2)由x＝12gt2知，滴水时间间隔为 T＝ 2gx0＝ 2×100.2s＝0.2s
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解法Ⅱ：用平均速度求解。 (1)设滴水间隔为T，则雨滴经过窗子过程中的平均速度 为 v ＝xT′＝1Tm。 由vt＝gt知，雨滴下落2.5T时的速度为vt＝2.5gT。 由于 v ＝vt，故有1Tm＝2.5gT，解得T＝0.2s (2)x＝12g(4T)2＝3.2m 答案：(1)3.2m，(2)0.2s
第二章 匀变速直线运动的研究
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点评：要准确把握自由落体运动的概念、条件和性质。
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题型2 自由落体运动规律的应用 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1m的 窗子的上、下沿，如图所示，问：
A．100m/s B．140m/s C．200m/s D．1000m/s 答案：B 解析：下落高度h＝1000m，由v2＝2gh得v＝140m/s，B 项正确。
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二、自由落体加速度 1．产生原因：由于地球上的物体受到地球的吸引力而 产生的。 2．大小 在同一地点重力加速度g的大小是相同的，在不同的地 方，g的值略有不同。
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答案：9.86m/s2 解析：根据Δx＝gt2可解得g＝9.86m/s2
第二章 匀变速直线运动的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ究
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考点题型设计
第二章 匀变速直线运动的研究
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题型1 对自由落体概念的理解 下列说法错误的是( )
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3．实验探究 (1)实验装置如下图所示。让物体自由下落打出点迹清晰 的纸带
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(2)对纸带上计数点间的距离x进行测量，利用g＝ xn－Tx2 n－1求出重力加速度。
第二章 匀变速直线运动的研究
A．从静止开始下落的物体一定做自由落体运动 B．若空气阻力不能忽略，则一定是重的物体下落得快 C．自由落体加速度的方向总是垂直向下 D．满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体 运动
第二章 匀变速直线运动的研究
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解析：自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开 始的下落运动。而选项A中没有说明是什么样的物体，因而 不能确定所受空气阻力能否忽略，故选项A错误。
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(安溪一中、养正中学11～12学年高一上学期联考)唐代 大诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了 庐山瀑布的美景。如果三尺为1m，则水落到地面的速度约为 (设初速度为零)( )
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第二章 匀变速直线运动的研究
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知识点3 自由落体运动规律
1.自由落体运动实质上是初速度v0＝ 0 ，加速度a＝ g 的 匀加速直线 运动。
速度公式：v＝ gt 。
2．基本公式位移公式：h＝
12gt2。
位移速度关系式：v2＝ 2gh 。
第二章 匀变速直线运动的研究
(1)此屋檐离地面多高？ (2)滴水的时间间隔是多少？
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解析：由图所示，如果将这5滴水的运动等效为一滴水 的自由落体，并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的 4段，设时间间隔为T，则这一滴水在0时刻，Ts末、2Ts末、 3Ts末、4Ts末所处的位置，分别对应图示第5滴水、第4滴 水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置，据此可作出 解答。
第二章 匀变速直线运动的研究
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3．自由落体运动的实质：初速度为零、加速度a＝g的 匀加速直线运动。
4．自由落体运动的规律 (1)自由落体运动是匀变速直线运动在v0＝0、a＝g时的 一个特例。所以匀变速直线运动的基本公式以及推论都适用 于自由落体运动。
第二章 匀变速直线运动的研究
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注意：①为尽量减小空气阻力的影响，重物应选密度大 的，如铁锤等。
②打点计时器应竖直固定好。 ③重物应靠近打点计时器释放，且要先开打点计时器电 源再放手让重物运动。 ④改变重物的重量，重复打出几条纸带。 ⑤选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2mm的纸 带分析探究。
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重点难点突破
第二章 匀变速直线运动的研究
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一、对自由落体运动的理解 1．物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零； (2)除重力之外不受其他力的作用。 2．自由落体运动是一种理想化的运动模型。在实际中 物体下落时由于受空气阻力的作用，物体并不是做自由落体 运动，当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落 可以当做自由落体运动来处理。
B选项所述与多数人的经验一致，似乎是正确的，为什 么说它错了呢？我们设想有一大捆棉花和一个小钢球，这一 大捆棉花的重量大于小钢球的重量，在高处将它们同时释 放，谁下落得快呢？显然是小钢球下落得快，故选项B错 误。
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自由落体加速度的方向是竖直向下的，故选项C错误。 由公式vt＝gt可知，自由落体运动的速度与时间成正 比，比例常数为重力加速度g；但初速度为零的匀加速直线 运动的速度都与时间成正比，显然不能说它一定是自由落体 运动，故选项D错误。 答案：ABCD
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本实验中误差的来源很多，主要有：阻力(空气阻力、振 针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率波 动、长度测量、数据处理方法等。
第4点的瞬时速度等于第3、5点之间的平均速度，可以 求得v4＝2.45m/s；由方法二求出g＝8.673m/s2。
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(1)纬度越大的地方，g越大。 (2)高度越高的地方，g越小。 但是，在通常情况下，g的变化不大，一般取g＝ 9.8m/s2，粗略计算时，取g＝10m/s2。
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特别提醒： 重力加速度的方向为竖直向下，而非垂直地面向下，它 的方向可以用重垂线来确定。
第二章 匀变速直线运动的研究
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1 第二章 匀变速直线运动的研究
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该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间
隔)：
方法一：由g1＝
s2－s1 T2
，g2＝
s3－s2 T2
，…，g5＝
s6－s5 T2
，取
平均值；
方法二：由g1＝
摄的亮度自动调节，而快门(曝光时间)是固定不变的。为估 测该照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石 子自由落下，拍摄石子在空中的照片如下图所示。由于石子 的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
第二章 匀变速直线运动的研究
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已知每块砖的平均厚度为6cm。拍摄到的石子位置A距 石子起落点竖直距离约2m，怎样估算这个照相机的曝光时 间？