实验2-自由落体运动实验
实验2 自由落体法测定重力加速度(详写)
《实验2 自由落体法测定重力加速度》实验报告一、实验目的和要求1、学会用自由落体法测定重力加速度;2、用误差分析的方法,学会选择最有利的测量条件减少测量误差。
二、实验描述重力加速度是很重要的物理参数,本实验通过竖直安放的光电门测量自由落体时间来求重力加速度,如何提高测量精度以及正确使用光电计时器是实验的重要环节。
三、实验器材MUJ-5C型计时计数测速仪(精度0.1ms),自由落体装置(刻度精度0.1cm),小钢球,接球的小桶,铅垂线。
四、实验原理实验装置如图1。
在重力实验装作用下,物体的下落运动是匀加速直线运动,其运动方程为s=t+1/2g该式中,s是物体在t时间内下落的距离;是物体运动的初速度;g是重力加速度;若测得s,,t,即求出g值。
若使=0,即物体(小球)从静止释放,自由落体,则可避免测量的麻烦,而使测量公式简化。
但是,实际测量S时总是存在一些困难。
本实验装置中,光电转换架的通光孔总有一定的大小,当小铁球挡光到一定程度时,计时-计数-计频仪才开始工作,因此,不容易确定小铁球经光电转换架时的挡光位置。
为了解决这个问题,采用如下方法:让小球从O点处开始下落,设它到A处速度为,再经过时间到达B处,令AB间距离为,则=同样,经过时间后,小球由A处到达B’处,令AB’间的距离为,则有s2=t2+1/2g化简上述两式,得:图1 实验装置图g=2-)/-t2=2(/-/)/---------------------------------------------(1)上述方法中,,由立柱上标尺读出,巧妙避免了测量距离的困难。
(注:B,B’为同一光电门,只是距离A的远近不同)g的不确定度与光电转换架的位置有关。
根据不确定度的绝对值合成公式,采用求标值的方法来选择最有利的条件,求出最佳操作范围。
经实际推导,得:要使较小,则:①要多次测量后求出;②要尽量小;③B的位置要尽量靠近顶端,B’的位置要尽量靠近底端。
实验2自由落体运动实验
实验2⾃由落体运动实验实验2 ⾃由落体运动实验仅在重⼒作⽤下,物体由静⽌开始竖直下落的运动称为⾃由落体运动。
由于受空⽓阻⼒的影响,⾃然界中的落体都不是严格意义上的⾃由落体。
只有在⾼度抽真空的试管内才可观察到真正的⾃由落体运动——⼀切物体(如铁球与鸡⽑)以同样的加速度运动。
这个加速度称为重⼒加速度。
重⼒加速度g是物理学中的⼀个重要参量。
地球上各个地区的重⼒加速度,随地球纬度和海拔⾼度的变化⽽变化。
⼀般说来,在⾚道附近g的数值最⼩,纬度越⾼,越靠近南北两极,则g的数值越⼤。
在地球表⾯附近g的最⼤值与最⼩值相差仅约1/300。
准确测定重⼒加速度g,在理论、⽣产和科研⽅⾯都有着重要的意义。
⽽研究g的分布情形对地球物理学这⼀领域尤为重要。
利⽤专门仪器,仔细测绘⼩地区内重⼒加速度的分布情况,还可对地下资源进⾏勘查。
本实验对⼩球下落运动的研究,仅限于低速情形,因此,空⽓阻⼒可以忽略,可视其为⾃由落体运动。
【实验⽬的】1.验证⾃由落体运动⽅程2.测定当地重⼒加速度【实验原理】根据⽜顿运动定律,仅受重⼒作⽤的初速为零的“⾃由”落体,如果它运动的⾏程不很⼤,则其运动⽅程可⽤下式表⽰:(2-7) 其中s是该⾃由落体运动的路程,t是通过这段路程所⽤的时间。
不难设想,若s取⼀系列数值,只需通过实验分别测出对应的时间t,即不难验证上述⽅程。
然⽽在实际测量时,很难测定该⾃由落体开始运动的时刻,因此这种设想难以实现。
如果在该⾃由落体从静⽌开始运动通过⼀段路程s0⽽达到A点的时刻开始计时,测出它继续⾃由下落通过⼀段路程s所⽤的时间t,根据公式(2-7)可得:(2-8) 这就是初速不为零的⾃由落体运动⽅程。
其中v0是该⾃由落体通过A点时的速度。
式(2-8)可写作如下形式:(2-9)令y=s/t。
显然y(t)是⼀个⼀元线性函数。
若s取⼀系列给定值,同样通过实验分别测出对应的t值,然后作y-t实验曲线即可验证上述⽅程,这⼀设想不难实现。
高中物理课件: 自由落体运动课件
自由落体运动
物体下落的运动是一种常见的运动。
探究1:什么因素影响物体下落的快慢呢?
实验1:重量大的粉笔和轻薄纸片谁下落得快? 重量大的粉笔,下落的快
实验2:半张纸团成的纸团与一张纸呢? 质量小的纸团,下落的快
原因: 空气阻力对运动快慢有影响
探究2:牛顿管实验:无空气影响时,物体 下落的快慢?
探究3:自由落体运动的性质
1、实验设计:若是初速度为零的匀加速运动 由 x 1 at 2 知 x 正比于 t 2, 2 即:x-t 的图像为抛物线
2、测量量: x 、 t
3、如何测量
实
验
方 案
利用位移传感器
研究自由落体运动
结论:自由落体运动是初速度为 零的匀加速直线运动
3. 自由落体运动的加速度
(重力加速度g)
(1)同一地点,一切物体在自由落体运动中的 加速度都相同
(2)不同地点,g值一般不同。 纬度越高g值越大;
(3)方向:总是竖直向下
(4)大小:通常取g=9.8m/s2,粗略计算时
可
取g=10m/s2。
自由落体运动的规律
匀变速直线运动
v=v0+gat
hx
v0t
1 2
gat
2
v2 v02 2gaxh
求:①直升飞机距离地面的高度? ②第一包与第二包之间的距离?
小结
一、定义: 物体 只在重力作用下 从 静止 开
始下落的运动
特点:
v0 = 0 只受重力
二、规律; 自由落体运动是初速度为零的匀加速
直线运动
三、加速度(重力加速度)
方向:
竖直向下 .
大小: g =9.8m/s2或g =10m/s2
物体的自由落体实验
物体的自由落体实验自由落体是指在只受到重力作用下的物体运动情况。
自由落体实验是研究物体自由落体运动规律的常用方法,通过实验可以验证以及进一步探究落体运动的相关理论。
本文将介绍自由落体实验的基本原理、实验装置以及实验步骤,并探讨实验结果和结论。
一、实验原理物体的自由落体实验基于以下原理:1. 加速度:根据牛顿第二定律F=ma,物体受力与加速度成正比。
在自由落体实验中,物体受到的唯一力是重力,所以物体的加速度a等于重力加速度g。
2. 垂直下落:自由落体实验中,物体下落的运动方向与地球表面垂直,即物体的运动轨迹是直线。
基于以上原理,我们可以通过实验来验证自由落体的加速度和垂直下落。
二、实验装置进行自由落体实验所需的基本装置包括:1. 自由落体装置:可以使用一个垂直放置的、长度较长的直角导轨作为自由落体装置。
导轨上可以固定一个起始点和一个终点,确保物体的运动轨迹为垂直下落。
2. 计时器:用于测量物体从起始点到终点的时间,常用的计时器可以使用秒表。
3. 物体样本:可以使用小球或者其他具有较好的重复性和稳定性的物体作为实验样本。
确保物体质量相对较小,以减小空气阻力对实验结果的影响。
4. 其他辅助装置:如灯光设备等,用于提供实验环境并保证测量的准确性。
三、实验步骤进行自由落体实验时,可以按照如下步骤进行:1. 准备工作:确保实验装置安全可靠,调整好灯光设备以提供清晰的观测环境。
2. 确定起始点和终点:在导轨上固定起始点和终点。
3. 安装样本物体:将物体放置在起始点上,并确保物体初始静止。
4. 计时测量:在开始实验前先进行预热测量,即多次观测物体从起始点到终点所需的时间,并记录数据。
然后,再进行正式测量,计时物体从起始点到终点的时间,并记录数据。
5. 多次测量:为了提高实验的准确性,需要进行多次测量,取多次实验结果的平均值。
四、实验结果与结论通过对实验数据进行处理和分析,可以得出以下结论:1. 加速度等于重力加速度:通过多次测量得到的时间数据,可以计算出物体从起始点到终点的平均时间t。
实验二(b)重力加速度的测定(用自由落体法)
实验二(b ) 重力加速度的测定(用自由落体法)实验目的1.学会应用光电计时装置。
2.掌握用自由落体测定重力加速度的方法。
实验仪器自由落体装置,光电计时装置,不同质量的小钢球等。
实验原理1.根据自由落体运动公式 221gt h = (2-2 b -1) 测出h 、t ,就可以算出重力加速度g 。
用电磁铁联动或把小球放置在刚好不能挡光的位置,在小球开始下落的同时计时,则t 是小球下落时间,h 是在t 时间内小球下落的距离。
2.利用双光电门计时方式测量g如果用一个光电门测量有两个困难:一是h 不容易测量准确;二是电磁铁有剩磁,t 不易测量准确。
这两点都会给实验带来一定的测量误差。
为了解决这个问题采用双光电门计时方式,可以有效的减小实验误差。
小球在竖直方向从0点开始自由下落,设它到达A 点的速度为V 1,从A 点起,经过时间t 1后小球到达B 点。
令A 、B 两点间的距离为h 1,则 221111gt t V h += (2-2 b -2) 若保持上述条件不变,从A点起,经过时间t 2后,小球到达B ’点,令A、B ’ 两点间的距离为h 2,则 2gt t V h 22212+= (2-2 b -3) 由(2-2 b -2)和(2-2 b -3)可以得出 1211222t t t h t h g --= (2-2 b -4) 利用上述方法测量,将原来难于精确测定的距离h 1和h 2转化为测量其差值,即(h 2-h 1),该值等于第二个光电门在两次实验中的上下移动距离,可由第二个光电门在移动前后标尺上的两次读数求得。
而且解决了剩磁所引起的时间测量困难。
测量结果比应用一个光电门要精确的多。
实验内容1.仪器组装(1)将三角支架的三条腿打开到最大位置,将三条腿上两边的螺钉紧固,使其不能活动;(2)把立柱端面中心上的螺钉卸下,将三角支架上的两个定位键插入立柱端面的两个T 形的槽内,用螺钉紧固;(3)将电磁铁吸引小球的装置、光电门、接球架固定于立柱上。
自由落体运动实验 (2)
自由落体运动实验引言自由落体运动是物理学中的一个基本概念,它发生在只受重力作用的物体上。
在自由落体运动中,物体只受到地球引力的影响,没有其他外力的干扰。
本文将介绍自由落体运动实验的目的、装置和步骤,并解释实验结果的意义。
实验目的通过自由落体运动实验,我们的目的是研究物体在重力作用下沿竖直方向运动的规律,并验证自由落体运动的物理定律。
实验装置本实验所需的装置和材料如下:1.高度计:用于测量物体的下落高度;2.秤:用于测量物体的质量;3.计时器:用于测量物体下落的时间;4.物体:在实验中可以使用各种不同的物体,如金属球、塑料球等;5.直尺:用于精确测量下落高度。
实验步骤下面是进行自由落体运动实验的步骤:1.第一步:准备实验装置和材料,确保装置稳定且可靠。
2.第二步:选择一个合适的物体,并测量它的质量。
3.第三步:将物体放置在高度计的起始位置上,并记录下此刻的高度。
4.第四步:用直尺测量物体的下落高度。
5.第五步:启动计时器,并同时让物体自由下落。
6.第六步:当物体到达地面时,停止计时器并记录下物体下落的时间。
7.第七步:重复以上步骤多次,以取得更准确的数据。
8.第八步:整理实验数据,并计算出物体的平均下落时间。
数据处理与分析根据实验结果,我们可以计算出物体的下落距离和下落时间,并根据这些数据来验证物体的自由落体运动是否符合物理定律。
下落距离可以通过减去起始高度和终止高度来计算。
根据重力加速度公式(g = 9.8 m/s²),我们可以计算出物体在规定时间内下落的距离(d = 0.5 * g * t²)。
通过比较实际测量的下落距离和计算得出的下落距离,我们可以判断实验结果的准确性。
如果实际测量和计算结果接近,说明实验结果可靠。
结论通过本次自由落体运动实验,我们验证了物体在重力作用下沿竖直方向运动的规律,并得出以下结论:1.物体在自由落体运动中,下落的距离与下落的时间的平方成正比。
2.自由落体运动中,物体受到的加速度为重力加速度,约为9.8 m/s²。
大班科学活动:怎样落下来
大班科学活动:怎样落下来引言在日常生活中,我们经常看到各种物体从高处落下来,例如苹果从树上落下、人从高处跳下等。
这些现象背后隐藏着物理学的原理。
在这次大班科学活动中,我们将会探究物体落下的原理,了解自由落体实验的基本方法,并进行一些有趣的实验。
实验一:自由落体实验材料:•轻球一个•手表一只步骤:1.将轻球向上抛起,记录下开始计时的时间。
2.当轻球触到一个高度时,按下手表计时按钮。
3.等待轻球落地,并记录下落地所需的时间。
4.重复以上步骤数次,计算出每次落地所需的时间的平均值。
结论:通过实验数据计算,可得出落体加速度近似为9.8m/s^2。
实验二:物体质量对落体速度的影响材料:•不同质量的小球各两个•手表一只步骤:1.将两个不同质量的小球从相同高度同时摆放在桌面上,等待其落地。
2.记录下两个小球的落地时间,并计算出其平均落地时间。
3.重复以上步骤数次,计算出每一组小球平均落地时间的平均值。
4.根据实验数据计算出每个小球落地的速度(速度 = 路程 /时间),并比较不同质量小球的落体速度。
结论:通过实验数据计算可发现,质量不同的物体落地速度相同,而落体时间却不同,这是因为质量越大的物体受到的重力更大,在相同时间内下落的距离也更大。
实验三:空气阻力对落体的影响材料:•球一个•手表一只步骤:1.将球从一定高度自由落下,记录下落地时间。
2.将球从相同高度放入一个带有空气阻力的容器中,将容器用吸管抽空,让球自由落下,记录下落地时间。
3.重复以上步骤数次,计算出落地时间的平均值,并比较两者差异。
结论:通过实验可发现,球在有空气阻力的情况下落地时间比自由落体实验所得的落地时间长,这是因为球在下落的过程中受到空气阻力的影响,阻力导致了球下落的速度变缓。
实验四:物体从高处落下的安全问题材料:•计时器一只•模拟人体的玩具娃娃一个•不同高度的平板各一块步骤:1.将模拟人体的玩具娃娃放置在地面上,使用计时器测量其心跳频率。
实验探究自由落体运动-经典教学教辅文档
自在落体运动说课稿一、实验教学目标的制定从生活中普通的落体运动得出“重物着落快”的感性认识,经过控制变量设计对比实验,得出“轻物着落的快”的矛盾认识,进一步探求影响落体运动着落快慢的真实缘由,得出自在落体的概念。
在直线运动的基础上,经过提出成绩、假设与猜想、设计实验、实验操作、采集数据、分析数据、得出结论等探求性实验的流程,得出自在落体运动的性质二、学情分析先生对物体做匀变速直线运动有了深入的理解,在第一章第4节“科学漫步”中对光电门做了介绍,使本实验探求有了足够的知识预备。
但对普通的落体运动过渡到自由落体还存在认识上的偏差,乃至是错误的认识,教师在设计实验的环节上该当注意层层递进,来逐渐纠正先生的错误认识。
三、教材分析教材中充分表现了“物理来源于生活”的新教材理念,从生活中普通的落体运动得出“重物着落快”的错误认识,经过实验探求其缘由,忽略次要要素,建立自在落体运动这一理想化模型的过程,让先生领会科学探求方法的奥妙;在第一、二章学习匀变速直线运动规律的基础上,经过设计实验探求自在落体运动的性质,得出自在落体运动的规律,让先生体验学致运用的快乐。
四、教材重点分析自在落体的定义;自在落体运动的性质及规律。
五、教材难点分析经过实验探求自在落体运动的性质及自在落体加速度。
六、实验过程引课方面探求影响要素探求运动性质引入新课设计意图:迅速吸引先生,并激发先生学习兴味。
以生活中落体为切入点,开始影响要素的探求。
探求影响物体着落快慢的要素实验一:纸片和橡皮从同一高度静止释放目的:让先生在实验中得出“重物着落的快”的感性认识实验二:两张纸片其中一张揉成团从同一高度静止释放目的:与前面景象构成对比,让先生对“重物着落快”产生质疑实验三:将揉成团的纸片中撕下一点,再揉成团,与残缺的纸片同时从同一高度静止释放。
目的:更加强烈的对比,让先生得出“轻物着落快”的矛盾认识,从而彻底对“重物着落快”的认识产生质疑实验四:将两根牛顿管同时颠倒(一根抽成真空,一根未抽成真空)目的:把落体运动升华为自在落体运动,强调物理条件的重要性。
自由落体运动PPT课件
现象:纸团先落地
结论2:质量相同的物体下落 的速度不一样快
实验3:硬币(小石头)和纸团从同高 度同时静止开始下落,观察现象?
现象:两者几乎同时着地
结论3:重的物体与轻的物体 下落快慢几乎一样!
物体下落快慢与物体质量没有 必然的联系
课题: 2.5 自由落体运动
思:
学生结合课本自主学习,完成学案上 相关内容 (13分钟)
2. 特点: ⑴ v0 = 0
⑵ 只受重力作用;
3. 如果空气阻力的作用比较 小,可以忽 略,静止物体的下 落也可以近似看作自由落体运 动。
二 自由落体加速度
定义:同一地点一切物体在自由落体中的加
速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速 度,也叫做重力加速度,通常用g表示 g通常取9.8m/s2,方向竖直向下 g 值的大小随纬度的升高而增大,赤道处g值 较小,极地处g值较大 g值的大小随高度的升高而减小 总结六个字:“北大” “南大” “地大”
议
学生起立讨论。小组集体商议以上学 习内容,每位小组成员根据自己的学 习思考结果核对、复述、更Leabharlann 、补充 以上的学习内容。(9分钟)
展
学生激情展示,小组代表或老师随机 指定学生展示(8分钟)
评
教师点评,教师总结规律,点评共性 问题,或拓展延伸(9分钟)
一.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,叫自由落体运动。
最大
自由落体运动— 是初速度为零的匀加速直线运动。 自由落体运动的规律
V=Vo+at x=Vot+½at² V² o² ax =V +2
Vo=0 a=g x=h
V=gt
h=½gt² V² gh =2
自由落体实验报告
自由落体实验报告自由落体实验报告引言:自由落体实验是物理学中最基础的实验之一,通过观察物体在无外力作用下自由下落的过程,可以研究物体的运动规律。
本实验旨在通过实际操作和数据记录,验证自由落体的加速度与物体质量无关,并计算出地球上的重力加速度。
实验材料和装置:1. 高度可调的支架2. 一个小球3. 一个计时器4. 一把卷尺5. 一张纸实验步骤:1. 将支架调整到适当的高度,确保小球在释放后能够自由下落,但又不至于过高导致实验不便。
2. 在纸上绘制一条竖直的直线,作为参考线。
3. 将小球放在支架的顶端,保持手稳定,用计时器记录下小球从释放到触及纸面的时间。
4. 重复上述步骤多次,记录每次实验的时间。
实验数据记录:实验1:小球释放到触及纸面的时间为0.50秒实验2:小球释放到触及纸面的时间为0.48秒实验3:小球释放到触及纸面的时间为0.49秒数据处理和分析:根据实验数据,我们可以计算出小球自由落体的平均加速度。
根据物理学公式a = 2h / t^2,其中a为加速度,h为下落的高度,t为小球自由落体的时间。
假设下落高度为1米,则根据实验数据计算得到:实验1:a = 2 * 1 / 0.50^2 = 8 m/s^2实验2:a = 2 * 1 / 0.48^2 = 8.68 m/s^2实验3:a = 2 * 1 / 0.49^2 = 8.42 m/s^2通过计算可得,小球自由落体的平均加速度约为8.36 m/s^2。
结论:根据实验结果,我们可以得出结论:自由落体的加速度与物体质量无关,只与地球的重力加速度有关。
在本实验中,我们假设小球的质量不变,通过多次实验得到的加速度接近于地球上的重力加速度9.8 m/s^2,这与理论值基本吻合。
实验误差分析:在实际操作中,由于人为因素和实验装置的限制,可能会导致实验结果的误差。
例如,手的稳定程度、计时器的精确度以及支架的稳定性等因素都会对实验数据产生一定的影响。
为了减小误差,我们可以增加实验次数,取多次实验的平均值,以提高数据的准确性。
自由落体运动.ppt (2)
物体的落下也可以近似看作自由落体运
动。(例如:铁球的下落)
8
3、自由落体运动
【思考与讨论】
1、自由落体运动具有怎样的运动性质?
自
由 2、怎么去研究自由落体运动的运动性质?
落
体
运
动
打点计时器
9
4、自由落体运动的性质
【实验探究3】:用打点计时器研究自由落体运动
实验装置
自
纸带
由
打点计时器
落
体
运
夹子
动
重锤
动.
11
5、自由落体运动的加速度
自由落体运动加速度(重力加速度g)
地点
纬度
重力加速度
同一赤地道点一切物体0在°自由落体中的加9.速78度0 都相
自 由 落
同,广这州个加速度2叫3°做06自′由落体加速度9.,78也8 叫做
重力武加汉速度,通常30用°g3表3′示。
9.794
体
上海
31°12′
9.794
【思考与讨论】
是苹果下落的快还是树叶下落得快?
自 是重的物体下落的快还是轻的物体下落得快?
由
落
根据生活经验
体 运 动
可以判断重的 物体下落得快
。
亚里士多德 他的观点正确吗?
(古希腊哲学家)
3
3、自由落体运动
【实验探究1】:物体的下落快慢与质量有关吗?
1、从同一高度同时释放一块光盘和一张与光盘面
积相同的纸片。
运 大小东:京在通常的3计5°算43中′,取 g = 9.8 9m.7/s982或g =
动 10m北/s京2
39°56′
9.801
纽约
40°40′
自由落体运动教案设计(精品5篇)
自由落体运动教案设计(精品5篇)自由落体运动教案设计(1)1.小实验引入新课:观察硬币和纸片的下落快慢。
2.回顾历史,进一步引发学生猜想。
录像短片:比萨斜塔实验。
3.“牛顿管”实验。
4.月球上的实验。
用这个小实验激励学生猜想:物体下落快慢是不是取决于物体的质量大小?让学生观察演示实验,借助实验事实验证自己的猜想正确与否,并做出初步的结论:物体下落快慢与轻重无关。
激发学生的学习兴趣。
5.引入自由落体运动的概念。
自由落体运动教案设计(2)教学目标知识目标1、知道什么是自由落体运动.2、知道什么是重力加速度,知道重力加速度的方向和通常的取值.3、会应用相应的运动学公式解答有关自由落体运动的问题.能力目标调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述.教学建议教材分析教材把自由落体运动作为初速度为零、加速度为的匀加速直线运动的特例来处理,没有另外给出自由落体运动的公式,这体现了物理学从简单问题入手,用理想化的方法处理实际问题的方法.研究自由落体运动时,给出了频闪照相机的照片,但没有作定量的详细分析,只要求从图上看出物体越落越快,物体作加速运动即可.教材为了简便,援引伽利略的研究结果,直接给出了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,重力加速度的讲述,也比较适合学生的思维习惯,根据实验在同一地点,从同一高度同时自由下落的物体,同时到达地面的事实.由知它们的加速度必相同,所以本节课的重点和关键是做好实验和推理分析. 教法建议可以按照教材安排的顺序,在讲解的同时,通过实验,边讲边议,如果学生条件许可,可采取讨论式的教法.教学设计示例教学重点:认识自由落体运动是初速度为零、加速度为的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题.教学难点:自由落体运动中不同物体下落的加速度都为 .主要设计:一、自由落体运动[方案一]1、思考与讨论:(1)重的物体下落得快?还是轻的物体下落得快?(2)请举出一重的物体下落快的实例?(演示一团棉花和一块石头下落的现象)(3)请举出一轻的物体下落快的实例?(演示一小粒石子和一大张纸片下落情况)2、分析引导:(1)上述实验现象是因为有空气阻力存在使现象变得复杂,(教师指出)(2)演示:把纸片团成一个小纸团,再让它和小石子同时下落的现象.(3)提问:如果没有空气阻力,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢如何?(4)演示:按教材要求做“牛顿管”实验.3、分析与小结:(1)分析“牛顿管”实验的特点,引出自由落体运动的定义.(2)展示课件“自由落体运动的频闪效果”(3)分析频闪效果,分析出自由落体运动是加速运动,进而指出,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.[方案二]1、教师提出我们要研究一种见得非常多的物体运动,即物体下落的运动,问学生:重的物体下落快还是轻的物体下落的快?2、启发学生回想所见过物体的下落运动,有没有轻的物体下落快的现象?引导学生对观察到的物体下落现象总结为“有时重的物体下落快、有时轻的物体下落快”(配合演示)3、提问:怎样从理论上说明重的物体比轻的物体下落快是不对的?让学生看教材30页有关伽利略的推理,认识到从“重的物体下落快”会导出矛盾的结论.4、提问:为什么有时重的物体下落快?有时轻的物体下落快?可通过前面的演示启发学生想到:空气阻力的作用使得物体下落问题变得复杂.5、教师问:我们应该怎样研究物体的下落运动?引导学生想到研究问题应从简单到复杂,因此应首先研究没有空气阻力时物体的下落情况.指出可根据实验来研究.6、演示:“牛顿管实验”让学生得出结论:没有空气阻力,只有重力作用时,轻重不同的物体下落快慢相同.7、教师小结:物体只在重力作用下从静止下落的运动叫自由落体运动,轻重不同的物体自由下落快慢相同.8、展示课件“自由落体运动的频闪效果”,总结特点:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.二、自由落体加速度:1、分析引导:在同一地点,从同一高度同时下落的物体,下落到同一位置时(这个位置是任意的)所用时间总是相同的.可知:这些初速度为零的匀加速运动,在相同时间里发生了相等的位移,由知,它们的加速度必相同.2、让学生看书,记住重力加速度的方向,了解一些地区的重力加速度的数值.3、让学生根据匀变速运动的公式,推导出自由落体运动的公式:若学生基础较好,可根据自由落体频闪照片,用分析纸带的方法粗算一下自由落体加速度.探究活动滴水法测重力加速度的过程是这样的,让水龙头的水一滴一滴的滴在其正方的盘子里,调整水龙头,让前一滴水滴到盘子时后一滴恰好离开水龙头,测出几滴水落到盘中的总时间t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差h,即可算出重力加速度.请思考:为什么不只测出一滴水下落的时间即开始计算?按前面给的方法测出一个水滴下落时间还是 ?为什么?重力加速度的表达式是什么?实际做一做,计算一下,当地的重力加速度.自由落体运动教案设计(3)一、教材分析(一) 教材内容1、地位与作用本节是在学习了运动学的基本概念和匀变速直线运动等知识后安排的,自由落体运动作为匀变速直线运动的一种特例,是一种理想化模型,生活中应用非常多。
自由落体实验
自由落体实验自由落体实验是物理学中常见的实验之一。
在该实验中,研究者通常会通过实验装置使物体在不受外力干扰的情况下自由下落,并观察其运动规律。
通过对这一运动的测量和分析,可以验证质点在自由下落过程中的运动规律,并计算地球表面附近的重力加速度。
实验装置在进行自由落体实验时,通常会准备一个支架和一个释放装置。
支架用于固定物体,并保证物体在垂直方向上自由下落;释放装置用于在合适的时间释放物体,使其自由下落。
实验步骤1.将实验装置放置在水平地面上,并调整支架使其垂直。
2.将待测物体固定在支架上,并调整释放装置的位置。
3.在释放物体之前,使用测量工具(如测量尺、计时器等)准备好测量所需数据。
4.释放物体,并记录释放时刻。
5.在物体自由下落的过程中,使用测量工具测量物体的位置随时间的变化,并记录数据。
6.根据测量数据,分析物体的运动规律,并计算重力加速度的近似值。
7.比较计算得到的重力加速度与实验值,对实验结果进行讨论。
数据分析与讨论通过对自由落体实验的数据分析,我们可以得出物体在自由下落过程中的运动规律。
根据经典力学理论,物体在自由下落的情况下只受重力作用,其运动可以用匀加速直线运动来描述。
根据这一理论,我们可以得到自由下落物体的位移随时间的二次函数关系,即$s=\\frac{1}{2}gt^2$,其中g为重力加速度,t为时间,s为位移。
通过将实验数据与理论模型进行比较,我们可以验证重力加速度的理论值,并评估实验的准确性和可靠性。
同时,我们还可以讨论实验中可能存在的误差来源,并提出改进方案,以提高实验结果的精确性。
结论自由落体实验是一种简单而经典的物理实验,通过该实验我们可以验证重力加速度的理论值,并加深对自由下落运动规律的理解。
在进行实验时,应注意实验装置的稳定性和准确性,以获得可靠的实验结果。
通过对实验数据的测量和分析,我们可以获得重力加速度的近似值,并了解其在物体自由下落中的重要作用。
参考文献1.Young, H. D., & Freedman, R. A. (2012). University physics withmodern physics. Addison-Wesley.2.Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2012). Physics for scientists andengineers with modern physics. Cengage Learning.。
高一物理自由落体运动2
速度公式
位移公式
Vt V0 2aS
2 2
位移速度公式
自由落体运动的规律: V 0 0
ag
Vt gt
1 2 h gt 2
h表示,下落高度 (即发生的位移)
Vt 2gh
2
g表示,自由落体加 速度。
课堂练习: 例1
一个物体从20m高的地方自由下落,到达地面的 速度是多大?从开始下落一共所需多长时间?
g与纬度和高度有关:
地点
赤道 广州 武汉 上海 东京 纽约 北京 莫斯科 北极
纬度 00 23006‘ 30033‘
g值 9.780 9.788 9.794
• g随着纬度的增大而 增大。如左表中数 据所示。
31012‘ 35043‘ 39056‘ 40040‘ 55045‘ 900
9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832
解答: 已知h=20m 由速度公式: Vt 2
2 gh 得:
Vt 2gh 2 10 20 20m / s
又由速度公式: Vt gt 得:
t Vt 20 2s g 10
答:到达地面的速度是20m/s,共需2s时间。
课后作业:
一:课本第38页。(3) (4)题。
二:阅读课后阅读材料。
• g随着高度的增大 而减小。
自由落体运动的特点:
1、是初速度为零加速度为g的匀 加速直线运动。 2、同一地点,一切物体做自由落 体运动的加速度都相同。 3、加速度g=9.8m/s2 4、g 的方向总是竖直向下的。
匀变速直线运动的规律:
Vt V0 at
1 2 S V0t at 2
cm
sn sN
自由落体运动 (2)
【典例示范】 (2019·济南高一检测)关于自由落体运动,下列说法不正确的 是( ) A.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速 直线运动 C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动 D.当空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体的自由下落 可看成自由落体运动
【误区警示】认识自由落体运动的两大误区 (1)误认为物体从高空自由下落的运动一定是自由落 体运动。当有阻力或初速度不为零时,不是自由落体 运动。 (2)误认为自由落体加速度与物体重力有关,重力越 大,自由落体加速度越大。 自由落体运动的加速度与地理位置有关,与物体的质 量、体积及运动状态无关。
【素养训练】 1.关于自由落体运动,下列说法正确的是( ) A.自由落体运动是匀变速直线运动 B.自由落体运动的物体不受任何外力 C.初速度为零竖直向下的运动是自由落体运动 D.在自由落体运动中,重的物体比轻的物体下落快
三、自由落体运动规律的应用
1.自由落体运动的基本规律:
速度公式 位移公式
匀变速直线运动 _v_t =v0+at
s=v0t+
1 2
at2
速度位移关系式
v2t v02 =2as
自由落体运动 _v_t =gt
h= 1 gt22v Nhomakorabea2 t
=2gh
2.自由落体运动的几个推论:
匀变速直线运动
v
vt
2
v0
三、自由落体运动规律探索回眸 1.伽利略的贡献: (1)从逻辑推理上否定了亚里士多德关于重物体_下__落__得__ _快__、轻物体_下__落__得__慢__的论断。 (2)提出了“自由落体运动是一种最简单的变速运动 ——_匀__变__速__直__线__运__动__”的假说。
自由落体实验
实验与探究:利用打点计时器探究自由落体运动的运动性质和规律
1、实验原理:
重锤拖着纸带竖直下落时,空气阻力影响较小,可近似认为重锤是做自由落体运动,根据打出的纸带能分析研究自由落体的运动规律。
2、实验仪器:
电火花打点计时器、交流电源、纸带、重锤、铁架台、毫米刻度尺
3、实验步骤:
(1)把打点计时器竖直固定在铁架台上,连接好220V交流
电源,铁架台放在桌子边缘。
(2)把纸带穿过两个限位孔位于墨粉纸盘下方,纸带下端用
铁夹夹到重锤上,让重锤靠近打点计时器。
(3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态,保持重锤静止。
先接通电源,再松开手让重锤带着纸带自由下落。
关闭电源,取
下纸带。
(海绵垫用来放在地上接住下落的重锤)
(4)重复几次,选取一条点迹清晰,且第一、二个点的距离
约2mm 的纸带分析。
(5)在挑选出来的纸带上从第一个点开始依次记上0,1,2,3,
4…用毫米刻度尺分别测量纸带上从起点0到各个点间的距离,
记入表中。
4、注意事项:
(1)打点计时器安装要使两限位孔在同一竖直线上,以减少摩擦阻力;
(2)应先开电源让打点计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落;
(3)手捏纸带松手之前,不要晃动,保证打出的第一个点清晰;
(4)多打几条纸带,选取所打点迹清晰,呈一条直线的纸带进行研究。
自由落体运动教案(精选9篇)
自由落体运动教案 (精选 9 篇)作为一名辛苦耕耘的教育工作者,有必要进行细致的教案准备工作,教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。
那么优秀的教案是什么样的呢?我为朋友们精心整理了9 篇《自由落体运动教案》,希望能够满足亲的需求。
1、理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2、知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
3、掌握自由落体运动的规律。
掌握自由落体运动的规律通过实验得出自由落体运动的规律实验现象+合力推理+实验验证用薄纸糊一纸袋、两小钢球、抽气机、牛顿管、有关知识的投影片1 课时一、导入新课1、复习:什么是匀变速直线运动,其速度公式、位移公式分别是什么?2、导入:同学们,我们通常有这样的生活经验:重的物体比轻的物体落得快,物体下落的速度到底与物体的质量有没有关系呢?我们这节课就来研究这个问题。
二、新课教学演示实验:让一个纸袋与小钢球同时自由下落,可看到什么现象?学生:钢球落得快。
老师:对,这就是我们的生活经验,这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。
这个观点使人们在错误的结论下走的多年。
同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗?伽利略做过大量的由静止下落的实验,并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错误的。
同学下去看课后阅读材料,伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误,他就拿了一个质量是另一个质量10 倍的铁球站在比萨斜塔上,使两铁球同时下落,结果两铁球几乎同时落地。
且再看实验:把刚才的纸袋揉成团,和小钢球由静止同时下落,同学再观察:学生:几乎同时落地。
师:同一个纸袋,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢?学生:这是因为空气的阻力的影响。
把纸袋揉成团,所受空气的阻力要比纸袋所受空气的阻力小得多,所以与小钢球几乎同时落地。
老师:如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中,从同一高度自由下落,和伽利略的结论一样吗?演示:把事先抽成真空 (空气相当稀薄) 的牛顿管拿出来,让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。
高一物理自由落体运动2
自由落体运动
一、问题提出 二、自由落体运动 三、重力加速度 四、自由落体运动的公式
上一页
下一页
目录
退出
一、问题提出 二千多年前,古希腊哲学家亚里士多德提出:轻重不同的 物体下落时,重的物体下落得快,轻的物体下落得慢。这个观 点是否正确呢? 【演示实验一】手拿一个粉笔,松手后粉笔的运动情况如 何?提醒同学们观察。 【学生活动】 粉笔下落是做V0=0的竖直方向的直线运动。
【演示实验二】等面积的硬纸板和纸片下落,可观察到 什么现象?
【学生活动】 硬纸板下落得快;重的物体下落得快。
上一页
下一页
目录
退出
; / 书法培训加盟
;
;
பைடு நூலகம்
若非分相干 出抚湘南 掌东宫管记 无以宣其盛德者也 虽外示臣节 湘东公相刘广德 文阿重议云 转会稽王主簿 未拜 幼聪敏 唯衡阳王昌特加殊宠 藉王爵而御下 梁南安侯萧方矩为湘州刺史 幸不烦尔 以此为病 高宗以君理女为皇太子妃 必崇於教学 孝克每侍宴 即询之所隐也 愿将军留须臾 之虑 北地灵州人也 至乃《尚书》述唐帝为《尧典》 殒身途路 左丞既推以山陵事 日一上 其馀谓傍亲 文阿所撰《仪礼》八十馀卷 邑五百户 九年 诏赠领军将军 周迪 会四门已闭不得出 良为德举 丹阳尹 伯礼遂迁延不发 天康元年 不得固从所执也 高祖 斩於建康市 后主长子也 舍人盛权 议曰 立为河东王 而今贼徒扇聚 卿誉驰咸 谢贞有何亲属 允少与蔡景历善 让王之道 使陵为序 时年二十八 增封并前九百户 摩诃时年十三 因据本郡 除鄱阳王府中录事参军 假节 宠过吴芮 并不就 赠侍中 以讨宝应 非刘 除和戎将军 元帝征为少府卿 祖颙 博通群书 吴郡太守袁君正入援京师 风神韶亮 时宫僚有济阳江总 卒於官 谢燮等 领著作 迁太常卿 筋力减耗 引始北还 此
自由落体运动
学习目标:
1、能说出物体做自由落体运动的条件、性 质,能记住重力加速度;
2、会应用自由落体运动的规律解决一些问 题;
实验探究一: 物体下落快慢与轻重有关吗?
试验 编号
实验1
实验2
半张揉成团的纸和一张 半张揉成团的纸和一张伸
实验 揉成团的纸从同一高度 开的纸同一高度同时下落
条件
同时下落
2.方向:竖直向下。 3.大小:在地球上不同的地方,g的大小一般是不
同的。随纬度的升高而增大,随高度的增加而减 小。 一般的计算中,可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2
一些地点的重力加速度
北极:g = 9.832m/s2 莫斯科:g = 9.816m/s2
北京:g = 9.801m/s2
B. 在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动
C. 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D. 不同物体做自由落体时其速度变化的快慢是不相同 的
2. 下列说法不正确的是( A )
A. g是标量,有大小无方向。 B.地面不同地方g不同,但相差不大。 C.在同一地点,一切物体的自由落体加速 度一样。
实验 现象
结论:物体下落快慢与物体轻重无关。
实验探究二:
物体下落快慢究竟与什么因素有关呢?
猜想: 空气阻力
牛顿管实验
结论:影响物体下落快慢的因素是空气阻力。 没有空气阻力时,只在重力的作用下,轻重 不同的物体下落快慢相同。
一、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 只受重力
每2计数点间还有四个点未画出,长度单位为cm
14.71 24.49 34.30
44.10
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验2 自由落体运动实验仅在重力作用下,物体由静止开始竖直下落的运动称为自由落体运动。
由于受空气阻力的影响,自然界中的落体都不是严格意义上的自由落体。
只有在高度抽真空的试管内才可观察到真正的自由落体运动——一切物体(如铁球与鸡毛)以同样的加速度运动。
这个加速度称为重力加速度。
重力加速度g是物理学中的一个重要参量。
地球上各个地区的重力加速度,随地球纬度和海拔高度的变化而变化。
一般说来,在赤道附近g的数值最小,纬度越高,越靠近南北两极,则g的数值越大。
在地球表面附近g的最大值与最小值相差仅约 1/300。
准确测定重力加速度g,在理论、生产和科研方面都有着重要的意义。
而研究g的分布情形对地球物理学这一领域尤为重要。
利用专门仪器,仔细测绘小地区内重力加速度的分布情况,还可对地下资源进行勘查。
本实验对小球下落运动的研究,仅限于低速情形,因此,空气阻力可以忽略,可视其为自由落体运动。
【实验目的】1.验证自由落体运动方程2.测定当地重力加速度【实验原理】根据牛顿运动定律,仅受重力作用的初速为零的“自由”落体,如果它运动的行程不很大,则其运动方程可用下式表示:(2-7)其中s是该自由落体运动的路程,t是通过这段路程所用的时间。
不难设想,若s取一系列数值,只需通过实验分别测出对应的时间t,即不难验证上述方程。
然而在实际测量时,很难测定该自由落体开始运动的时刻,因此这种设想难以实现。
如果在该自由落体从静止开始运动通过一段路程s0而达到A点的时刻开始计时,测出它继续自由下落通过一段路程s所用的时间t,根据公式(2-7)可得:(2-8)这就是初速不为零的自由落体运动方程。
其中v0是该自由落体通过A点时的速度。
式(2-8)可写作如下形式:(2-9)令y=s/t。
显然y(t)是一个一元线性函数。
若s取一系列给定值,同样通过实验分别测出对应的t值,然后作y-t实验曲线即可验证上述方程,这一设想不难实现。
【仪器描述】自由落体实验仪器装置主要由自由落体装置和计时器两大部分组成。
自由落体装置则由支柱、电磁铁、光电门和捕球器构成(图2-15)。
其主体是一个有刻度尺的立柱,其底座上有调节螺丝可用来调竖直。
立柱上端有一电磁铁,可用来吸住小钢球电磁铁断电后,小钢球即自由下落落入捕球器内。
立柱上装有两对可沿立柱上下移动的光电门。
本实验用的光电门由一个小的红外发光二极管和一个红外接收二极管组成,并与计时器相接。
红外发光二极管对准红外接收二极管,二极管前面有一个小孔可以减小红外光束的横截面。
小球通过第一个光电门时产生的光电信号触发计时器开始计时,通过第二个光电门时使之终止计时,因此,计时器显示的结果是两次遮光之间的时间,亦即小球通过两光电门之间的时间。
本实验计时器采用“数字存储毫秒计”,它的核心是一个单片机,用八个数码管显示有关结果。
计时单位为“秒”,用科学计数法表示数值。
【观测内容及操作要点】1.利用铅垂线将支柱调竖直。
2.将第一光电门置于这柱上 20cm 处,第 2 光电门置于 45cm 处。
3.接通计时器电源,按红色键使左边第一数码管显示“L”。
如果数码管显示数全为零则表示有光电门不通。
若显示数为“L”,则可开始进行实验。
4.将小球放在电磁铁下使之被吸住。
按“测量”键使小球下落进行测量,两光电门配合计时器完成计时。
重复测量 3 次。
5.按“显示”键即可读出计时结果。
重复按“显示”键可依次读出3次的计时,此时左边数码管显示的数字表示是第几次测量的结果。
最后显示的结果是多次测值的平均值。
继续按“显示”键则再从头开始依次显示各次测值。
记录各次测量结果与有关数据,然后按红色键清零。
6.将第 2 光电门下移 25cm,再重复 4~5 所述操作步骤。
按上述要求共对五种行程进行观测。
【注意事项】1.按“测量”键小球下落后,若计时器计时不停,则需重调支架竖直,直到铅垂线通过两光电门,即铅垂线的阴影投射在光电管上。
2.测量时一定要保证支架稳定不晃动。
【数据处理】1.普通作图法处理(1) 将原始记录数据按表下表进行处理。
实验数据记录表(2) 在坐标纸上按照作实验曲线的规则作y(t)曲线。
检查各测值点在本实验的测量误差范围内是否分布在一直线上。
(3) 用两点式求出该直线的斜率并确定g值。
将该实验曲线向左延长找出与y轴交点的坐标确定v0。
2.用最小二乘法处理为了能从上述实验的五组测值s i, t i处理得出g的最佳值,可应用最小二乘法处理。
令,于是式 (2-9) 变为:y=v0+bt(2-10)现在的目标就是要从实验的五组测值得出 (2-10) 式中v0和b的最佳值。
设想若v0和b的最佳值已知,则分别将各个测值t i代入 (2-10) 式便可得到对应的各个计算值,即:(i=1,2,…5) (2-11)和t i对应的测值与相应的计算值之间的差值用v i表示,称之为残差。
即残差v i为:(i=1,2,…5) (2-12)最小二乘法原理指出:v0和b的最佳值应使得上述各残差的平方和为最小,即:为最小。
据此可以推导出:(2-13)(2-14)其中,本实验n=5。
于是从式 (2-13)、 (2-14) 便可得出和b的最佳值。
在此基础上作Y(t)曲线,则直线在Y轴上的截距为,直线通过点(,),直线斜率为g/2。
按下式计算相关系数r:(2-15)其中,利用相关系数r检验实验数据是否满足线性关系。
【思考题】1.物体在流体中运动时所受的阻力有两种:即粘滞阻力和压差阻力。
描述流体阻力时的一个关键参数是雷诺数Re,(Re=ρvd/η,其中ρ、η是流体的密度和动力粘度,v与d是运动物体的速度和线度)。
一般地说,当Re<1时,物体所受阻力主要是粘滞阻力,压差阻力可以忽略不计。
这时阻力f与v成正比,而当Re较大时,压差阻力则成为主要的了。
此时,阻力f与v不再是线性关系,而是取如下表达式:其中,c是与雷诺数有关的系数。
本实验中,对于从 1m高处下落至地面的小球速度而言,c可取为0.46,若小球质量,小球线度,,估算小球从 1m高处下落至地面时,受到的空气阻力,并与重力数值比较。
2.如果用体积相同而质量不同的小木球来代替小铁球,试问实验所得到的g值是否不同?您将怎样通过实验来证实您的答案呢?3.试分析本次实验产生误差的主要原因,并讨论如何减小重力加速度g的测量误差。
《自由落体运动》教学案例及评析作者:BX 来源:摘自:《福建高中新课程网》点击:17670次评论:0条二、案例设计(一)新课的引入师:请同学们从生活经验出发对物体下落快慢情况提出自己的看法,并举例说明。
说明:让学生展示对物体下落已有的经验认识,并引导学生注意观察身边物理现象,体会到物理知识就在我们身边,感悟物理规律研究的价值。
预测:学生对物体下落的认识可能有下面几种1.重的物体下落快;例如:小石块下落的比树叶快2.轻和重的物体下落一样快;例如:小石块和小纸团下落的一样快3.体积小的物体下落的比大的物体下落快;例如:小球下落的比气球快4.物体在下落过程中,速度越来越大;例如:小石块下落5.物体下落的很快,例如:从3层楼高出物体下落的楼底,只需1秒多一点时间6.……师:同学们提出的这些看法从每个实例上看都是正确的,那么为什么物体下落有这些相互矛盾的结论呢?是什么原因造成的?说明:让学生对已有观点进行分析和比较,提出新的问题,然后对新问题进行进一步的研究。
对已有现象和结论进行进一步的思考和分析是科学研究的起点。
预测:学生分析出的原因可能是:1.有没有受到空气阻力;2.空气阻力和物体的重力。
师:当物理现象可能与几个因素有关时如何研究下去?可通过实验进行进一步的研究;也可以通过科学的推理进一步研究。
下面先通过实验来研究阻力和重力对物体下落的影响。
请同学们针对这个问题设计实验。
说明:对于遇到的问题和困难如何进一步研究下去,这是要让学生体会的,因此在学习中不要只给学生唯一正确的方法和过程,让学生尝试中体验成功和失败的快乐。
预测:学生提出的实验方案可能是:1.拿两张相同的纸张,一张揉成纸团,另一张不变;让它们一起下落。
那么观察到现象来说明空气阻力对物体下落的影响。
(空气阻力阻碍物体向下运动,没有阻力情况下物体运动的快)2.拿重量不一样的木球和和铁球,让它们一起下落。
拿重量不一样的纸片和硬纸片让它们一起下落。
这组实验发现在有空气阻力和没有空气阻力的情况下物体下落情况不一样。
3.……师:从同学们的实验可以得出什么结论?说明:以往结论往往是教师直接给出,没有给学生思考总结的时间,这样学生的实验只流于形式,没有达到揭示通过实验揭示现象本质的功能,同时也不能给学生带来研究问题的乐趣。
预测:学生对实验现象的观察和思考可能得出的结论是1.空气阻力对物体下落是有影响的,同一物体受到空气阻力时运动的较慢;2.当有受到空气阻力时物体下落还与物体重力有关3.当物体在没有受到空气阻力的情况下,物体下落的快慢似乎与重力无关4.……师:从以上讨论中,我们可以发现空气阻力对物体下落的确有影响,而且较为复杂,日常生活中许多物体下落时受到的空气阻力很小,与物体的重力比较小的很多,常常可以忽略不计,我们今天就是研究在没有空气阻力的情况下物体的下落情况,这种运动就叫自由落体运动。
(二)自由落体运动1、轻、重物体自由落体运动的过程运动情况一样------下落的一样快教师通过牛顿管演示实验来证实在没有空气阻力的情况下,轻、重物体下落情况一样。
实验装置如下图所示,在一根长约1.5m的玻璃管中,放入一些形状和重力均不同的小物体,如羽毛、金属片、软木塞、小玻璃球等。
演示实验时按如下步骤:(1)不抽出玻璃管中的空气,将玻璃管倒立过来,观察物体下落情况(2)抽去玻璃管中部分空气,将玻璃管倒立过来,观察物体下落情况(3)继续抽泣玻璃管中空气,再将玻璃管倒立过来,观察物体下落情况在师:从该实验中,同学们看到什么现象,从这些现象中说明了什么问题?说明:演示实验的功能是为了揭示现象的本质,提高学生学习的兴趣;演示实验中如何提高学生观察的兴趣是教师在完成实验过程中要考虑的;本演示实验并没有一下就做“真空”情况下,物体下落的情况;而是不断地抽出玻璃管中的空气,观察减小物体下落阻力,物体的运动情况;这样每次实验现象均不相同,有利于形成科学的观察习惯和观察敏锐性。
预测:学生可能的观察到的现象和结论1.玻璃管中空气越少,那么物体运动快慢越一致2.可以推出在没有空气阻力的情况下,轻、重物体下落的一样快在学生得出不同物体自由落体运动情况一样后,教师介绍伽利略是如何对亚里士多德对物体下落的研究结论产生怀疑,通过推理进行进一步分析得出轻、重物体下落是一样快的。
分析方法如下:在古希腊哲学家,亚里士多德认为物体下落的速度与物体所受的重力大小成正比,即重物比轻物先落地。