1、第二章第二章 勻變速直線運動的研究勻變速直線運動的研究浙江麗水中學浙江麗水中學 宋樟偉宋樟偉20130603xvt一個有用公式：20012vvatxv tat兩個基本公式：2200222202-=222txvvv vaxvvvvvxaT 四個重要推論： 一、復習引入承前啟后一、復習引入承前啟后 活動：寫出勻變速直線運動的相關公式。活動：寫出勻變速直線運動的相關公式。 問問1：物體下落的運動：物體下落的運動(落體運動）是一種常見的運動，落體運動）是一種常見的運動，據(jù)你所觀察到的生活經(jīng)驗判斷，是重物下落的快呢還是據(jù)你所觀察到的生活經(jīng)驗判斷，是重物下落的快呢還是輕物下落的快呢？輕物下落的快呢？ 二、

2、建立自由落體運動模型二、建立自由落體運動模型 觀察并思考：觀察并思考： （1）比較紙片與粉筆的誰下落快慢？）比較紙片與粉筆的誰下落快慢？ （2）比較捏緊的小紙團與粉筆的下落得隨快？）比較捏緊的小紙團與粉筆的下落得隨快？ （3）比較紙片與捏緊的小紙團誰下落得快？）比較紙片與捏緊的小紙團誰下落得快？ （4）能說重物比輕物下落得快嗎？）能說重物比輕物下落得快嗎？ （5）影響物體下落的因素有哪些？根據(jù)實驗你能）影響物體下落的因素有哪些？根據(jù)實驗你能 得到什么結論？得到什么結論？ 重物并沒有比輕物下落的得快，有時甚至一樣快；重物并沒有比輕物下落的得快，有時甚至一樣快；物體下落的快慢可能與物體受到的空氣阻

3、力有關，即物體下落的快慢可能與物體受到的空氣阻力有關，即物體并沒有物體并沒有“自由自由”下落，而是在空氣阻力的影響下下落下落，而是在空氣阻力的影響下下落。 演示：毛錢（牛頓）管演示：毛錢（牛頓）管 （1）比較沒有抽氣的情況下羽毛和金屬片誰下落得快？）比較沒有抽氣的情況下羽毛和金屬片誰下落得快？ （2）比較在抽氣的情況下羽毛和金屬片誰下落得快？）比較在抽氣的情況下羽毛和金屬片誰下落得快？ （3）比較上述兩實驗，你能得到什么結論？）比較上述兩實驗，你能得到什么結論？ （4）此實驗象和實驗條件能合理外推到）此實驗象和實驗條件能合理外推到“真空真空”嗎？嗎？ 美國宇航員大衛(wèi)美國宇航員大衛(wèi)斯哥特斯哥特在

4、月球上在月球上同時釋放同時釋放了了一把錘子一把錘子和和一根羽毛一根羽毛， 他發(fā)現(xiàn)兩者同時落地。他發(fā)現(xiàn)兩者同時落地。 實驗和理論分析表明：在沒有空實驗和理論分析表明：在沒有空氣阻力的作用下，即物體能氣阻力的作用下，即物體能“自由自由”的下落的情況下，輕物和重物下落得的下落的情況下，輕物和重物下落得一樣快，與物體的質量大小沒有關系。一樣快，與物體的質量大小沒有關系。毛錢管實驗視頻毛錢管實驗視頻 物體只在重力作用下從靜止下落的運物體只在重力作用下從靜止下落的運 動，叫做動，叫做自由落體運動自由落體運動。是理想化的運動。是理想化的運動。DISlab實驗：探究不同的重物自由落體的運動規(guī)律實驗：探究不同的

5、重物自由落體的運動規(guī)律 二、探究自由落體的規(guī)律二、探究自由落體的規(guī)律 不同的物體作自由落體運動的加速度相同；因不同的物體作自由落體運動的加速度相同；因為自由落體運動的加速度是因為只受重力產生，所為自由落體運動的加速度是因為只受重力產生，所以把自由落體的加速度叫做以把自由落體的加速度叫做重力加速度，符號重力加速度，符號g。 地球表面重力加速度變化的規(guī)律地球表面重力加速度變化的規(guī)律：緯度越高，：緯度越高，重力加速度越大；海拔越高，重力加速度越小。一重力加速度越大；海拔越高，重力加速度越小。一般計算中取般計算中取g=9.8m/s2. 問題：根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律寫出自由落體運動問題：根據(jù)勻變速直線

6、運動的規(guī)律寫出自由落體運動的相關的公式。的相關的公式。 v g t v2 = 2 g x212xgt四、整理知識四、整理知識自由落體運動自由落體運動定義：定義：條件：靜止下落，只受重力條件：靜止下落，只受重力性質：性質：a=g的勻變速直線運動的勻變速直線運動規(guī)律：規(guī)律： v g t v2 = 2 g x212xgt例例1.關于自由落體運動，下列說法正確的是關于自由落體運動，下列說法正確的是()A物體從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運物體從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動動B如果空氣阻力比重力小很多，空氣阻力可以忽如果空氣阻力比重力小很多，空氣阻力可以忽略不計，這時由靜止開始的運動稱為自由

7、落體略不計，這時由靜止開始的運動稱為自由落體運動運動C跳傘運動員從飛機中由靜止開始下落，打開傘跳傘運動員從飛機中由靜止開始下落，打開傘以前的運動可視為自由落體運動，打開傘以后以前的運動可視為自由落體運動，打開傘以后的運動，不是自由落體運動的運動，不是自由落體運動D一雨滴從屋頂落下，途中經(jīng)過一窗子時，經(jīng)過一雨滴從屋頂落下，途中經(jīng)過一窗子時，經(jīng)過窗子的這一段運動為自由落體運動窗子的這一段運動為自由落體運動四、應用知識解決問題四、應用知識解決問題例例2. 將甲乙兩物體從同一高度由靜止釋放，已知甲物體將甲乙兩物體從同一高度由靜止釋放，已知甲物體的重力是乙的的重力是乙的3倍，空氣阻力忽略不計，則倍，空氣

8、阻力忽略不計，則：（：（） A、甲一定先落地、甲一定先落地B、乙一定先落地、乙一定先落地C、甲、乙同時落地、甲、乙同時落地D、乙可能先落地、乙可能先落地活動活動用刻度尺制作用刻度尺制作“反應尺反應尺”，估測人的反應時間，估測人的反應時間甲甲乙乙Ph221gth ght2( (g g取取10m/s10m/s2 2) )h=0.10mh=0.10mt=0.14st=0.14sh=0.20mh=0.20mh=0.30mh=0.30mh=0.40mh=0.40mt=0.20st=0.20st=0.25st=0.25st=0.28st=0.28s 例例3. 1991年年5月月15日日北京晚報北京晚報，報

9、道了一位青年奮勇，報道了一位青年奮勇接住從接住從 15 層高樓窗口跌出的孩子的動人事跡。設每層樓層高樓窗口跌出的孩子的動人事跡。設每層樓的高度是的高度是 2.8 m ，這位青年從他所在的地方?jīng)_到樓下需要，這位青年從他所在的地方?jīng)_到樓下需要的時間是的時間是 1.3 s ，請你估算一下他要接住孩子，至少允許，請你估算一下他要接住孩子，至少允許他有多長的反應時間他有多長的反應時間?（g 取取 10 m/s2 )1.6s例例4.從某磚墻前的高處使一個石子從某磚墻前的高處使一個石子自由落下，拍攝石子在空中的照片自由落下，拍攝石子在空中的照片如圖。由于石子的運動，它在照片如圖。由于石子的運動，它在照片上留

10、下了一條模糊的徑跡。上留下了一條模糊的徑跡。 已知每塊磚的平均厚度為已知每塊磚的平均厚度為 6 cm，石子起落點距地面的高度約為石子起落點距地面的高度約為 2.5 m。怎樣估算這架照相機的曝光時。怎樣估算這架照相機的曝光時間間？ 0.02s例例5.屋檐每隔一定時間滴下一滴水，當?shù)?滴正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗子的上、下沿，如圖所示，問：(1)此屋檐離地面多高？(2)滴水的時間間隔是多少？三、自由落體運動的規(guī)律三、自由落體運動的規(guī)律 v g t v2 = 2 g x1. 速度與時間關系式：速度與時間關系式：2. 位移與時間關系式位移與時間關系式3. 位移與

11、速度關系式位移與速度關系式212xgt(1)同一個地方，一切物體的重力加速度都相同同一個地方，一切物體的重力加速度都相同二、自由落體運動性質二、自由落體運動性質(2)不同地方，重力加度一般不同不同地方，重力加度一般不同4.重力加速度的大?。嚎梢圆捎枚喾N方法測量重力加速度的大?。嚎梢圆捎枚喾N方法測量地球上地球上(3)緯度越高，重力加速度越大；海拔越緯度越高，重力加速度越大；海拔越 高，重力加速度越小高，重力加速度越小(4)一般的計算中，可取一般的計算中，可取g=9.8m/s2或或g=10m/s21.性質：性質：自由落體運動是初速為自由落體運動是初速為0的勻加速直線運動的勻加速直線運動二、自由落體

12、運動性質二、自由落體運動性質2.重力加速度：重力加速度：自由落體運動的加速度是由于物體自由落體運動的加速度是由于物體 只受重力產生，所以把自由落體的只受重力產生，所以把自由落體的 加速度叫做重力加速度加速度叫做重力加速度3.重力加速度的方向：重力加速度的方向：豎直向下豎直向下 1.定義：定義：物體只在重力作用下從靜止下落的運動，叫物體只在重力作用下從靜止下落的運動，叫 做自由落體運動做自由落體運動(1)初速度為零初速度為零一、自由落體運動一、自由落體運動2.意義：意義：自由落體運動是一種理想化的運動模型，自由落體運動是一種理想化的運動模型， 在客觀世界中并不存在，它是對實際落體在客觀世界中并不

13、存在，它是對實際落體 運動的一種科學的抽象。運動的一種科學的抽象。3.條件：條件：(2)只受重力只受重力 說明說明：物體靜止下落時，如果受到的空氣阻力遠遠：物體靜止下落時，如果受到的空氣阻力遠遠小于物體的重力，就可以把物體的下落近似看作自由落小于物體的重力，就可以把物體的下落近似看作自由落體運動，近似處理的結果與實際的結果相差不大，但是體運動，近似處理的結果與實際的結果相差不大，但是可以大大的簡化解題的過程，這就是物理模型的價值。可以大大的簡化解題的過程，這就是物理模型的價值。 實驗：研究自由落體運動實驗：研究自由落體運動 1.實驗目的實驗目的 探究自由落體的運動規(guī)律探究自由落體的運動規(guī)律 實

14、驗：研究自由落體運動實驗：研究自由落體運動 2.實驗原理實驗原理 （1）構造自由落體運動過程）構造自由落體運動過程（2）記錄自由落體的運動）記錄自由落體的運動（3）分析紙帶判斷運動情況）分析紙帶判斷運動情況（4）如果勻加速求出加速度）如果勻加速求出加速度 實驗：研究自由落體運動實驗：研究自由落體運動 3.實驗器材實驗器材 實驗情景實驗情景對象系列：對象系列：重物重物約束系列：約束系列：測量系列：測量系列：打點計時器、紙帶打點計時器、紙帶 、復寫紙片、復寫紙片、 導線、低壓交流電導線、低壓交流電 源、刻度尺、源、刻度尺、 鐵架臺鐵架臺研究過程：研究過程：重物自由落體重物自由落體 實驗：研究自由落

15、體運動實驗：研究自由落體運動 4.實驗步驟實驗步驟 實驗：研究自由落體運動實驗：研究自由落體運動 5.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 （1）選紙帶，標記數(shù)點）選紙帶，標記數(shù)點（2）測位移，求）測位移，求x（3）判運動，求）判運動，求a(逐差法或圖象法）逐差法或圖象法）x1x2x3x4x5x6x/m0.02340.02750.03050.03500.03980.0435a/(m/s2) 10.25x1x2x3x4x5x6x/m0.02930.03350.03860.04000.04470.0488a/(m/s2) 8.91重物重物1自由落體運動自由落體運動重物重物2自由落體運動自由落體運動【例題例題3】在忽略

16、空氣阻力的情況下，讓在忽略空氣阻力的情況下，讓石塊和木塊從同一高度同時靜止下落，下石塊和木塊從同一高度同時靜止下落，下列說法正確的是列說法正確的是（ ）A、重的石塊先落地、重的石塊先落地B 、輕的木塊先著地、輕的木塊先著地C 、在著地前的任一時刻，二者具有相、在著地前的任一時刻，二者具有相同的的速度，相同的位移同的的速度，相同的位移D、 兩者在下落這段時間內的平均速度兩者在下落這段時間內的平均速度相等相等解析：在沒有空氣阻力的情況下，石塊和木解析：在沒有空氣阻力的情況下，石塊和木塊下落快慢相同，所以塊下落快慢相同，所以AB錯，選項錯，選項C正確，根據(jù)正確，根據(jù)平均速度的定義又可知平均速度的定義

17、又可知D也也正確正確C D 從數(shù)據(jù)處理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，對實驗結果起作用的，方法一中有_；方法二中有_因此，選擇_(“方法一”或“方法二”)更合理，這樣可以減小實驗的_(填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差本實驗誤差的主要來源有_(試舉出兩條)，并計算物體經(jīng)過第4點的瞬時速度v4_m/s；重力加速度g_m/s2. 一位同學進行“用打點計時器測量自由落體加速度”的實驗 (1)現(xiàn)有下列器材可供選擇：鐵架臺、電火花計時器及碳粉紙、電磁打點計時器及復寫紙、紙帶若干、220V交流電源、低壓直流電源、天平、秒表、導線、電鍵其中不必要的器材是： _； 缺少的器材是 _ 紙帶紙帶夾子夾子重

18、物重物用用打點計時打點計時器器來來研究自研究自由落體運動由落體運動 自由落體運動自由落體運動，是是初速度為初速度為 0 的的勻加速勻加速直線直線運動。運動。021S134S2S3S4S5S656 (S2-S1) = (S3-S2) = (S4-S3)= (S5-S4) = (S6-S5)= aT 2 4561232()()?(3 )SSSSSSaT也可以用也可以用頻閃照相頻閃照相來來研究研究自由落體運動自由落體運動x1x2x3x4x5x6 請一位同學與你合作，讓他用兩個手指捏住長尺上端，你的拇指與食指拳曲成環(huán)狀放在尺下端的零刻度周圍(手的任何部位都不要碰到尺，見下圖)當他一松手、尺子開始下落時

19、，你立刻把尺握住記下握住尺的位置，讀出尺下落的高度，就能算出你的反應時間，你想知道這樣做的原理嗎？做一做做一做測定反應測定反應時間時間 反應尺反應尺 從發(fā)現(xiàn)情況到采取相從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應行動所經(jīng)過的時間叫反應行動所經(jīng)過的時間叫反應時間。應時間。 下列說法錯誤的是() A從靜止開始下落的物體一定做自由落體運動 B若空氣阻力不能忽略，則一定是重的物體下落得快 C自由落體加速度的方向總是垂直向下 D滿足速度跟時間成正比的下落運動一定是自由落體運動 (2006重慶理綜)某同學用如下圖甲所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為50Hz.在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，所有測

20、量數(shù)據(jù)及其標記符號如下圖乙所示 (2)這位同學從打出的幾條紙帶中，挑出較為理想的一條紙帶把開始打的第一個點標為A，隨后連續(xù)的幾個點依次標記為點B、C、D、E和F，測量出各點間的距離，如下圖所示請你在這位同學工作的基礎上，思考求紙帶加速度的方法，寫出你所依據(jù)的公式： _. (3)由該紙帶求出的自由落體加速度為_m/s2；比標準值_(填“偏大”或“偏小”) (4)該實驗誤差的主要來源是_；可用_的方法減小該誤差 (云南昆明一中0910學年高一上學期期中)2007年10月24日我國成功發(fā)射了“嫦娥一號”繞月衛(wèi)星，我國計劃2020年實現(xiàn)載人登月，若你通過努力學習、刻苦訓練有幸成為中國登月第一人，而你為

21、了測定月球表面附近的重力加速度進行了如下實驗： 在月球表面上空讓一個小球由靜止開始自由下落，測出下落高度h20m時，下落的時間正好為t5s，則： (1)月球表面的重力加速度g月為多大？ (2)小球下落2.5秒時的瞬時速度為多大？【例題例題4】在探究自由落體運動的規(guī)律實驗在探究自由落體運動的規(guī)律實驗中，將下列步驟的代號按合理順序填寫在中，將下列步驟的代號按合理順序填寫在橫線上：橫線上： 。A. 拉住紙帶，將重錘移至靠近打點計時器處，拉住紙帶，將重錘移至靠近打點計時器處，先接通電源，后放開紙帶，讓重物帶動紙帶先接通電源，后放開紙帶，讓重物帶動紙帶自由下落；自由下落；B. 將打點計時器堅直固定在鐵架

22、臺上，并接將打點計時器堅直固定在鐵架臺上，并接好電路；好電路；C. 用夾子將紙帶固定在重錘上，并將紙帶穿用夾子將紙帶固定在重錘上，并將紙帶穿過打點計時器的限位孔；過打點計時器的限位孔；D. 斷開電源，取下紙帶斷開電源，取下紙帶E. 換上新的紙帶，再重復做三次換上新的紙帶，再重復做三次BCADE (唐山市0910學年高一上學期期末)在青少年科技發(fā)明大賽中，有一個同學根據(jù)老鼠沿直線運動的習性發(fā)明了電子捕鼠器，其原理是利用光電管控制鼠籠下落的電源，當老鼠頭部遮擋光電管時鼠籠開始做自由落體運動同時啟動數(shù)字毫秒計記錄老鼠身體通過光電管的時間鼠籠的開口向下，可將老鼠扣在籠中，如圖所示假設老鼠垂直光電管發(fā)出

23、的紅光做勻速直線運動，其身長約為l20cm，數(shù)字毫秒計記錄的時間為t0.10s，鼠籠的A端與光電管豎直對齊，鼠籠的下端距離地面高度h0.2m，則鼠籠長度AB至少多長才能成功將老鼠捕獲？(g取10m/s2，忽略老鼠尾巴長度)3 3、甲、乙兩物體在同一地點分別從、甲、乙兩物體在同一地點分別從4h4h和和h h高處開高處開始做自由落體運動，若甲的質量是乙的始做自由落體運動，若甲的質量是乙的4 4倍，則倍，則下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ） （A A）甲乙兩物體落地時速度相等）甲乙兩物體落地時速度相等 （B B）落地時甲的速度是乙的兩倍）落地時甲的速度是乙的兩倍 （C C）甲乙兩物體同時落地）甲乙兩物體同時落地 （D D）甲在空中運動的時間是乙的兩倍）甲在空中運動的時間是乙的兩倍BD(2010年徐匯區(qū)期末測試)關于自由落體運動，以下說法正確的是()A物體豎直向下的運動一定是自由落體運動B自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動C物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動D當空氣阻力的作用比較小，可以忽略不計時，物體自由下落可視為自由落體運動【答案答案】CD11：下列各運動中屬于自由落體運動的是()A在沿水平方向飛行著的飛機上釋放一個物體B紙片由靜止釋放，在空氣中下落C小鐵球由