高中物理课件-第五节 自由落体运动

a1
x4 x1 3T 2
a2
x5 x2 3T 2
a3
x6 x3 3T 2
a
a1 a2 a3
x4 x1 3T 2
x5 x2 3T 2
x6 x3 3T 2
3
3
( x6
x5
x4 ) (x3 9T 2
x2
x1 )
结论：
自由落体运动是匀加速直线运动，
加速度大小: 一般取g = 9.8m/s2 (粗略计算可以取 g =10m/s2 )
抽气后，就排除了 空气 的影响
现象： 在真空中同时落地 。 结论： 在真空中下落快慢与物体的重量无关 。
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.
2. 特点:
⑴ v0 = 0 ； ⑵ 只受重力作用； ⑶ 轨迹是直线。
说明: 如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动.
夹子 重物
01 2
3
4
5
6
x1 x2
x3
x4
x5
x6
1. 判断物体的运动性质：
判断物体做匀变速直线运动的依据：
连续相等的时间内的位移差相等，
也即： x2-x1 = x3-x2 = x4-x3 = x5-x4 = x6-x5
2.求加速度：(逐差法) 根据:x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2
下落阶段为自由落体运动。
竖直上抛运动的规律：竖直上抛运动的 上升过程与下落过程具有对称性。
有关竖直上抛运动的计算
➢ 能上升的最大高度： H m v02 2g
t v ➢上升到最大高度所需时间： 0
g
➢下落过程是上升过程的逆过程。
➢质点在通过同一位置时，上升速度与下落速度大小相等，方 向相反。
➢物体在通过同一高度过程中，上升时间与下落时间相等。
方法二：利用频闪照相
x1
x2
1. 判断物体的运动性质：
x3
x2-x1 = x3-x2 = x4-x3 = x5-x4 = x6-x5
x4
2.逐差法求加速度：
a1
x4 x1 3T 2
x5
a2
x5 x2 3T 2
a a1 a2 a3
x6
a3
x6 x3 3T 2
3
方法三：滴水法
一.自由落体运动
例3、某人站在高楼的平台边缘，以
20m/s的速度竖
直向上抛出一石子，求抛出后石子经 过离抛出点15m 处所需的时间（不计阻力，g=10m/s2）
解：以竖直向上为正方向，考虑到位移、速度、加速度都是矢量。 尤其注意到位移可以是15m，也可能是-15m。
由位移时间公式h
v0t
1 2
gt
2，将h
15m代入得：
v v 2
做一做
测定反应 时间
从发现情况到采取相 应行动所经过的时间叫反 应时间。
强
1．关于自由落体运动，下列说法中正确的是
（
）
A．在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
化 训 练
B．物体做自由落体运动时不受任何力的作用
C．质量大的物体受到的重力大，下落过程中加速度 大，落地时速度也大
D．自由落体运动的物体，只要处于同一地点，在下落 过程中加速度相等
(粗略计算可以取 g =10m/s2 )
越靠近赤道g越小，离地面越高g越小
5.自由落体运动的规律
速度公式
位移公式
速度与位 移公式 平均速度 公式
匀变速直线运动
v v0 at
自由落体运动
a g v gt
x
v0t
1 2
at 2
x 1 gt 2 2
v2 v02 2ax
v2 2gx
v v0 v 2
分析：小孩下落的高度 x = 15×2.8m = 42m，
根据 x
，算出小孩下落的时间为
t = 2.9s，则至多允许这位青年的反应时间为
△t = 2.9s - 1.3s = 1.6s 。
竖直上抛运动
定义：物体以一定的初速度竖直向上抛出的运 动叫竖直上抛运动
特征：（1）具有竖直向上的初速度；（2）忽 略空气阻力后，物体只受重力作用，加速度恒 为重力加速度g。且上升阶段为匀减速直线运动，
自 由 落 体 运
动
百元大钞你抓得着吗？
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探究1：什么因素影响物体下落 实验一 的快慢呢？
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
实验二 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：空气阻力对下落快慢的影响
探究2：牛顿管实验：无空气影响时， 物体下落的快慢？
15 20t 5t2
解得：t1=1s ,t2=3s，这是上升和下降两次经过15m处所需要的时间。
再将h=-15m代入，得
15 20t 5t2
解得t3 2 7(s),t4 2 7(s),显然t3是石子 通过抛出点以下15m处所需的时间，t4 0，无意义。 综上，石子经过离抛出点15m处所需的时间可能是1s，3s, 2 7s
强 化 训 练
2.甲物体的重力是乙物体的3倍，它们在同一高度处同 时自由下落，则下列说法中正确的是 [ ] A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大 C.甲、乙同时着地 D.无法确定谁先着地
【精典例题】 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 m ，这位青年从他所在的地方 冲到楼下需要的时间是 1.3 s ，请你估算一下他要接住孩 子，至少允许他有多长的反应时间?（g 取 10 m/s2 )
强 化 训 练
例1 下列各种运动中，属于自由落体运动的是(
)
ຫໍສະໝຸດ Baidu
A.从竖直向上运行的气球上释放一个物体.
B.纸片由静止释放，在空气中下落.
C.小铁球在水中由静止下落
D.小铁球在空气中由静止下落。
E.跳伞运动员在空中把伞打开后竖直向下的运动。
探究: 自由落体运动的性质.
匀加速？
加速度大小等于？
纸带
方法一：利用打点计时器
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: ⑴ v0 = 0 ， ⑵ 只受重力作用； ⑶ 轨迹是直线。
说明: 如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动.
3. 运动性质: 匀加速直线运动
4. 加速度(又叫重力加速度g)
①方向:竖直向下 ②大小: 一般取g = 9.8m/s