高一物理必修一 自由落体运动

自 由 落 体 运 动 问 题 1： 物 体 从 空 中 由 静 止 开 始 下 落 ， 重的 下 落 得 快 还 是 轻 的 下 落 得 快 ？ 公 元 前 4世 纪 的 古 希腊 哲 学 家亚 里 士 多 德物 体 越 重 ,下 落 越 快 . 我 反 对 你的 看 法 !意 大 利 物 理 学 家伽 利 略 实验与探究 、 实 验 器 材 ： 两 枚 相 同 的 硬 币 ， 两 张 与 硬 币大 小 一 样 的 纸 片 ， 一 个 作 业 本 以 及 一 张 从 该 作业 本 上 撕 下 来 的 纸 、 实 验 要 求 ： 以 小 组 为 单 位 设 计 实 验 ， 比 较两 个 物 体 在 空 中 从 同 一 高 度 从 静 止 开 始 下 落 时落 地 的 快 慢比 比 看 ， 谁 设 计 得 多 ,设 计 得 巧 ？ 、 要 求 比 较 的 种 类 ： 轻 重 不 同 的 两 个 物 体 轻 重 相 同 的 两 个 物 体重 的 下 落 得 快轻 的 下 落 得 快下 落 得 一 样 快 下 落 得 一 样 快下 落 快 慢 不 一 样 物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关。 问 题 2： 是 什 么 因 素 导 致 物 体 下 落快 慢 不 同 ？物 体 所 受 阻 力 的 大 小 不 同 ？物 体 所 受 阻 力 的 影 响 不 同 ？ 问 题 3： 比 较 两 个 物 体 的 受 力 情 况 。作 业 本 作 业 本 中 的 一 张 纸重 力 G 阻 力 F 重 力 G 阻 力 F 导 致 物 体 下 落 快 慢 不同 的 原 因 是 所 受 空 气 阻 力的 影 响 不 同 。 比萨斜塔实验 牛 顿 管 一 端 封 闭 ， 另 一端 有 开 关 的 玻 璃 管 ，里 面 装 着 形 状 和 质 量都 不 同 的 铁 片 和 羽 毛 。只 要 把 牛 顿 管 竖 起 来 ,铁 片 和 羽 毛 就 会 同 时从 静 止 开 始 下 落 。 1971年 ， 美 国 宇 航员 斯 科 特 在 月 球 上让 一 把 锤 子 和 一 根羽 毛 同 时 下 落 ， 观察 到 它 们 同 时 落 到月 球 表 面 。 物 体 仅 在 重 力 作 用 下 ， 从 静止 开 始 下 落 的 运 动 ， 叫 自 由 落 体运 动 。 现 实 中 ， 如 果 物 体 所 受 空 气 阻 力 远小 于 重 力 （ 即 影 响 很 小 ） ， 也 可 近 似认 为 只 受 重 力 作 用 。 从 同 一 高 度 同 时 作 自 由 落 体 运 动 的任 何 物 体 同 时 下 地 。 问 题 4： 一 张 张 开 的 纸 片 在 空 中 从 静 止 开 始下 落 能 否 被 看 成 是 自 由 落 体 运 动 ？ 你 有 什 么 方 法 能 使 纸 片 做 自 由 落 体运 动 ？ 练 习 ：在 忽 略 空 气 阻 力 的 情 况 下 ， 让 石 块 和 木 块 从 同 一 高 度同 时 从 静 止 开 始 下 落 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ ）A、 重 的 石 块 先 着 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 速 度 ， 相同 的 位 移D、 二 者 在 下 落 这 段 时 间 内 的 平 均 速 度 相 等 C、 D 请 讨 论 与 交 流 ： 大 气 层 是 我 们 地 球 生 命 赖 以 生 存 的 屏 障 ， 每天 都 有 很 多 小 陨 石 落 入 地 球 大 气 层 中 ， 但 当 它 们进 入 大 气 层 后 ， 由 于 空 气 的 摩 擦 生 热 ， 绝 大 部 分小 陨 石 还 没 有 到 达 地 面 便 已 经 烧 毁 。 现 在 人 类 向天 空 发 射 的 飞 行 器 、 卫 星 等 当 超 过 一 定 使 用 年 限后 ， 也 让 它 们 进 入 大 气 层 烧 毁 。 那 么 小 陨 石 等 进入 大 气 层 后 的 运 动 是 自 由 落 体 运 动 吗 ？ 实 验 与 探 研6.0mm22.2mm50.0mm94.0mm153.8mm S(mm) 6.0 22.2 50.0 94.0 153.8t(s) 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20T2( 10-3) 1.6 6.4 14.4 25.6 40.0aS/t 150 262.5 317.8 587.5 768S/t 2( 103) 3.7 3.5 3.4 3.6 3.8方 法 1： 计 算 法结 论 ： s t2 方 法 2： 图 象 法 St图 象 猜 想 ： 物 体 做 自 由 落 体 运 动 时 ， 不 是 匀 速 直 线 运 动 ，而 是 一 种 变 速 直 线 运 动 ， 会 是 什 么 样 的 变 速 运 动 呢 ？会 不 会 是 简 单 的 匀 变 速 直 线 运 动 呢 ？证 明 ： 假 设 自 由 落 体 运 动 是 匀 变 速 直 线 运 动 ， 则 有 ：tvt vva tt 0atvt 所 以 计 算 下 列 各 式 ：1+2+3+4+5+6=2+4+6+8+10=1+2+4+5+8+10 tvs 怎样求平均速度呢？216261 3052102 3362101 平 均 值 计 算 它 们 的 平 均 值 ：0， 0.04a， 0.08a， 0.12a， 0.16a， 0.20aaav 10.0220.00 v0 vt2 0 tvvv 即 20 2122 attvtvvs tt 返 回 自 由 落 体 运 动 规 律 ： 221 gts gtvtg为 重 力 加 速 度 : 与 物 体 的 质 量 无 关 ， 由 地 理 位 置 决 定 一 般 g=9.8m/s2自 由 落 体 运 动 是 初 速 度 为 0、 加 速 度 为 g， 的 匀 加速 直 线 运 动 。海 拔 高 度 越 高 ， g越 小 ； 纬 度 越 高 ， g越 大 。 地 点 纬 度 重 力 加 速 (ms-2) 特 点 赤 道 0 9.780 最 小 广 州 23 06 9.788 武 汉 30 33 9.794 上 海 31 12 9.794 东 京 35 43 9.798 北 京 39 56 9.801 纽 约 40 40 9.803 莫 斯 科 55 45 9.816 北 极 90 9.832 最 大 北极g=9.832m /s2北京g=9.801m /s2赤道g=9.780m /s2 祁 连 g=？ 自 由 落 体 运 动 的 应 用 （ 一 ）测 当 地 的 g 自 由 落 体 运 动 的 应 用 （ 二 ）测 反 应时 间 用 一 长 刻 度 尺 ， 记 录 下 落 位 移 ，根 据 自 由 落 体 运 动 规 律 和 已 知 的g值 来 计 算 反 应 时 间 t 如 图 请 一 位 同 学 用 两 个 手 指 捏住 直 尺 顶 端 ， 你 用 一 只 手 在 直尺 下 部 做 握 住 直 尺 的 准 备 ， 但手 的 任 何 部 位 都 不 要 碰 到 直 尺 。当 看 到 那 位 同 学 放 开 手 时 ， 你立 即 握 住 直 尺 ， 测 出 直 尺 降 落的 高 度 ， 根 据 自 由 落 体 运 动 的知 识 ,就 可 算 出 你 的 反 应 时 间 。如 何 测 人 的 反 应 时 间 ？ 自 由 落 体 运 动 的 应 用 （ 三 ）测 高 度如何测量悬崖、峡谷的高度