自由落體運(yùn)動(dòng)省賽一等獎(jiǎng)

自由落體運(yùn)動(dòng)二千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：輕重不同的物體下落時(shí)，重的物體下落得快，輕的物體下落得慢。這個(gè)觀(guān)點(diǎn)是否正確呢？你能否以簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的觀(guān)點(diǎn)呢？亞里士多德，古希臘哲學(xué)家，柏拉圖的學(xué)生、亞歷山大大帝的老師。因此我們得出的結(jié)論是：輕重不同的物體下落得快慢不同，主要是由于空氣阻力不同造成的。小知識(shí)空氣阻力是物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力?？諝庾枇Φ拇笮∨c物體相對(duì)于空氣的速度、物體的形狀等都有很大的關(guān)系。然而在一千五百年多年以后，伽利略對(duì)亞里士多德的論斷表示了懷疑，他認(rèn)為重量不同的球在下落時(shí)同時(shí)落地，下落的速度與重量無(wú)關(guān)。伽利略·伽利萊，意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家及哲學(xué)家，科學(xué)革命中的重要人物。比薩斜塔據(jù)說(shuō)在1589年某一天，伽利略將一個(gè)重10磅，一個(gè)重1磅的鐵球同時(shí)拋下，幾乎同時(shí)落地，在場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)者個(gè)個(gè)目瞪口呆，在大笑中聳聳肩走了。但在伽利略的著作中并未明確說(shuō)明實(shí)驗(yàn)是在比薩斜塔上進(jìn)行的。因此近年來(lái)對(duì)此存在爭(zhēng)議。阿波羅登月實(shí)驗(yàn)1969年美國(guó)實(shí)現(xiàn)登月，這是人類(lèi)首次登月成功。阿波羅飛船登上無(wú)大氣的月球后，宇航員DavidRScott特地做了使羽毛和榔頭從同一高度同時(shí)釋放的實(shí)驗(yàn)，無(wú)數(shù)觀(guān)眾從熒屏上看到，它們并排下落，同時(shí)落到月球表面。牛頓管抽氣后，就排除了的影響注意：觀(guān)察實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論空氣牛頓管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：。結(jié)論：。在真空中下落快慢與物體的重量無(wú)關(guān)在真空中同時(shí)落地結(jié)論：影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素是空氣阻力的作用，沒(méi)有空氣阻力時(shí)，只在重力作用下重量不同的物體下落快慢相同。一、自由落體運(yùn)動(dòng)1什么是自由落體運(yùn)動(dòng)？自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型，是指物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。①初速度為零；②只受重力；這種運(yùn)動(dòng)只有在沒(méi)有空氣阻力的空間里才能發(fā)生。注意自由落體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本特征：我們常見(jiàn)的物體的自由下落的運(yùn)動(dòng)不是嚴(yán)格意義上的自由落體運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槲矬w都受到空氣阻力的影響。只有在物體所受的空氣阻力與物體的重力相比很小，可以忽略不計(jì)時(shí)，物體的下落才可近似地看作自由落體運(yùn)動(dòng)。自由下落的小球的閃光照片打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶夾子重物實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)自由落體的加速度實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)處理由紙帶怎么求重力加速度？自由落體的加速度：在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同（重力加速度）說(shuō)明（1）g的方向總是豎直向下（2）g的大小可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定（3）不同地方的g不同（4）在計(jì)算中無(wú)特殊說(shuō)明g=2（5）與地理位置有關(guān)：緯度越高，g值越大（6）與高度有關(guān)：高度越高，g值越小思考：自由落體運(yùn)動(dòng)是v0=0，a=g的特殊勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，你能得到勻變速運(yùn)動(dòng)公式在自由落體中的特殊形式嗎？勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律兩中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的比較自由落體的相關(guān)圖像（1）v-t圖像0vtt0面積表示位移斜率表示加速度（2）-t圖像由h=1/2gt2可知為拋物線(xiàn)是A還是BxtoAB小知識(shí)——重力加速度把地球當(dāng)做旋轉(zhuǎn)橢球，重力加速度計(jì)算公式為：g=9780312ψ2m/s2式中ψ為物體所在處的地理緯度重力加速度還和物體離地面的高度h有關(guān)。當(dāng)h遠(yuǎn)小于地球半徑R時(shí)，gh=g1-2h/Re自由落體的應(yīng)用測(cè)反應(yīng)時(shí)間人從發(fā)現(xiàn)情況到做出反應(yīng)所需的時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間問(wèn)題：雨滴下落是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？典例精講：

1從離地面500米的空中自由落下一個(gè)球，取g=10m/s2求小球：

（1）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面？

（2）自開(kāi)始下落計(jì)時(shí)，在第1s內(nèi)位移，最后1s內(nèi)的位移。下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)的位移。

答案：10s5m95m125m2從某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度為塔高的7/16，求塔高。分析：石子的下落可以近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)，因此可以自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)求解本問(wèn)題。解法一：畫(huà)出石子的運(yùn)動(dòng)草圖。設(shè)石下落的總時(shí)間為t，塔高為H，則下落距離為塔高的9/16時(shí)經(jīng)過(guò)時(shí)間（t-1），根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式：解①、②兩式得：t=4sH=80m……②……①長(zhǎng)的鐵鏈，在鐵鏈的正下方距鐵鏈下端5m處有一觀(guān)察點(diǎn)A。當(dāng)鐵鏈自由下落時(shí)全部通過(guò)A點(diǎn)需多長(zhǎng)時(shí)間？（g=10）A●位置Ⅰ位置Ⅱ位置Ⅲ由4甲，乙兩球從同一高度處相隔1s先后自由下落，則在下落的過(guò)程中（）A兩球的速度差始終不變B兩球的速度差越來(lái)越大C兩球距離始終不變D兩球距離越來(lái)越大以地面為參考系，甲的運(yùn)動(dòng)形式是？以乙為參考系，甲的運(yùn)動(dòng)形式是？AD5關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng)B自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D當(dāng)空氣阻力的作用比較小、可以忽略不計(jì)時(shí)，物體靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)可看作自由落體運(yùn)動(dòng)BCD6關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是（）A物體開(kāi)始下落時(shí)速度為零，加速度也為零B物體下落過(guò)程中速度增加，加速度不變C物體下落過(guò)程中速度和加速度都增加D物體下落過(guò)程中，速度的變化率是恒量BD，下列說(shuō)法正確的是（）值大