自由落體運(yùn)動規(guī)律2.ppt

1、自由落體運(yùn)動規(guī)律,一、運(yùn)動信息的獲取,你從紙帶中知道了哪些運(yùn)動信息,？,1、相鄰兩點(diǎn)的時間間隔t：0.02s 2、相鄰兩點(diǎn)之間的距離s1、s2、 s3 sn,相等t ，,V, S,自由落體運(yùn)動是變速直線運(yùn)動,！,速度 是 怎樣 變化 的呢,？,猜想,G,自由落體運(yùn)動是物體受到單一的力重力G的作用而產(chǎn)生的運(yùn)動，這種運(yùn)動會不會是一種最簡單的變速直線運(yùn)動，速度均勻變化,伽利略伽利雷 15641642年,怎樣的變速直線運(yùn)動才是最簡單的呢？,勻變速直線運(yùn)動,，且 V0=0,怎樣驗證我們的猜想呢？,設(shè)計實驗采集所需數(shù)據(jù),如果數(shù)據(jù)符合勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,猜想正確,如果數(shù)據(jù)不符合勻變速直線運(yùn)動規(guī)律,猜想錯誤

2、,V0=0的勻變速直線運(yùn)動有什么規(guī)律呢？,勻變速直線運(yùn)動：物體沿直線且其速度均勻變化 （增加或減少）的運(yùn)動。,即，a 恒定不變的運(yùn)動,在當(dāng)時16世紀(jì)末，科學(xué)家們對速度的均勻變化是有兩種不同的認(rèn)識： 1、物體的運(yùn)動速度對位移S均勻變化，即，S=k v； 2、物體的運(yùn)動速度對時間t均勻變化，即，V=k t； k 為常量。,這個猜測對了嗎？,科學(xué)家們走入的誤區(qū)：速度與位移成正比，即， S=k v,伽利略說：大家發(fā)現(xiàn)的這個結(jié)論 是荒謬的！,S,2s,t V,VOBtOB,O,A,B,即：物體從O點(diǎn)下落到A點(diǎn)需要時間t， 而從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)不需要花時間,S,不可能！,2Vt,物體的運(yùn)動速度對時間t均勻變

3、化，即，Vt=a t,唯一的可能,加速度：物體速度的變化（Vt-V0）與完成這一變化所用 時間t的比值，表示為 a =（Vt-V0）/t,因為，初速度V0=0，代入上式得到，,Vt=a t,位移S有什么規(guī)律可循呢？,初速度為0的勻變速直線運(yùn)動的V-t圖像,t/s,V/(m/s),O,Vt,t,位移：S= ( Vt t )/2,Vt =at,將式中的Vt用式中的 “ a t ”替代，得,S= at2/2,初速度為零的勻變速直線運(yùn)動的位移與時間滿足的關(guān)系,注：作為副板書進(jìn)行規(guī)律推導(dǎo)。,V0=0的勻變速直線運(yùn)動規(guī)律,速度與時間的關(guān)系：Vt= a t 位移與時間的關(guān)系：S= a t2/2,如果要驗證自

4、由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動， 需要我們采集哪些數(shù)據(jù)呢？,方法一：采集數(shù)據(jù)：Vt、t,如果采集的數(shù)據(jù)滿足Vt/t為一個定值， 即a不變，則證明我們的猜想是對的！,有什么方法可以測量到任意時刻的速 度Vt和時間t呢？,實驗采集數(shù)據(jù)中遇到了難題：,1、物體的瞬時速度Vt無法直接測量,2、物體做自由落體運(yùn)動的下落時間t很短，測量誤差大,能不能通過我們直接測量的量來驗證呢？,方法二：位移S與時間t,若物體做自由落體運(yùn)動的位移S和時間t滿足勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律： S/t2=定值 ， 也可證得 自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動！,S1/t2=1.9*10-3/(0.02)2=4.75(m/s2),S2/t2=7

5、.7*10-3/(0.04)2=4.81(m/s2),S3/t2=17.3*10-3/(0.06)2=4.81(m/s2),S4/t2=30.7*10-3/(0.08)2=4.79(m/s2),S5/t2=48.0*10-3/(0.10)2=4.80(m/s2),同學(xué)們課后利用自己打的紙帶上的數(shù)據(jù)分析一下， 看是否能得到跟老師一樣的結(jié)果！,在誤差范圍 內(nèi),S/t2可視 為定值， 即a/2。,a 約為9.60m/s2,S/t2=定值？,自由落體運(yùn)動：是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動， 其加速度是一個常量。 是不是所有物體在同一地點(diǎn)做自由落體運(yùn)動的加速度都一樣呢？ 是！ 自由落體運(yùn)動的加速度用g表示，

6、稱為重力加速度. g=9.8m/s2 , 方向豎直向下。,一般的計算中 通常取： g=9.8m/s2； 粗略計算時，取 g=10m/s2,地球上不同位置的重力加速度一般是不同的：,自由落體運(yùn)動的速度公式：,Vt = g t,自由落體運(yùn)動的位移公式：,S = g t2,1,2,注意：這兩個公式，只適用于初速度為零的自由落體 運(yùn)動過程。,二、自由落體運(yùn)動的規(guī)律小結(jié)：,O,B,A,自由落體運(yùn)動,不是自由落體運(yùn)動,OA,OB,AB,VA,生活小物理：,測量反應(yīng)時間：人從發(fā)現(xiàn)問題到采取相應(yīng)的行動 所用的時間稱為反應(yīng)時間，該時間越小，說明人 的反應(yīng)越靈敏。反應(yīng)時間可用自由落體運(yùn)動來測試。 請一名同學(xué)用手捏

7、住直尺頂端，你用一只手在直尺 下方做好捏住直尺的準(zhǔn)備，但手不能碰到直尺，記 下這時手指在直尺上對應(yīng)的位置1。在沒有任何提示 的情況下，當(dāng)你看到那位同學(xué)突然放開直尺時，你 立即捏住直尺，記下此時手指所對應(yīng)的位置2。通過 位置1和位置2，計算出直尺的下落高度h。根據(jù)已 有的數(shù)據(jù)，運(yùn)用自由落體運(yùn)動規(guī)律，計算你自己的 反應(yīng)時間t。, S=gt2/2 ， t= 2S/g = 2h/g,板書,一、猜想與驗證 猜想：V0=0，a不變 驗證：V0=0的勻變速直線運(yùn)動規(guī)律： a=（Vt-Vo）/t Vo=0 S=at2/2,Vt=a t,二、自由落體運(yùn)動,Vo=0的勻變速直線運(yùn)動,1、速度公式：Vt=g t 2、位移公式：S